Биохимические свойства туляремии. Биологические свойства возбудителя туляремии. Признаки и симптомы туляремии при бубонной форме заболевания

Определение - зоонозная природно-очаговая бактериальная инфекционная болезнь с трансмиссивным механизмом передачи возбудителя. Характеризуется общей интоксикацией, лихорадкой поражением лимфатических узлов, дыхательных путей, наружных покровов (в зависимости от механизма передачи возбудителя).

Возбудитель - мелкая грамотрицательная неподвижная полиморфная палочка Francisella tularensis из семейства Brucellaceae рода Francisella. Содержит сомптический (О) и оболочечный (Vi) антигены; с последним связана вирулентность микроба. Антигенное родство с бруцеллами обуславливает перекрестные реакции. Различают 2 типа микроба: более патогенный тип А (биовар F.t.tularensis), существование которого в природе поддерживается благодаря циклу зайцы - клещи, и менее патогенный тип В (биовар F.t.palaearctica), циркулирующий в цепи грызуны - комары.

Факультативный анаэроб, для размножения требуется введение в питательную среду цистеина, кроличьей дефибринированной сыворотки и других стимуляторов роста. На плотных средах образует небольшие беловатые колонии.

Микроб малоустойчив к высоким температурам (при 60 ° С гибнет через 5-10 мин, при 100 ° С - в течение 1-2 мин), но при температуре 0-4 ° С в воде и почве сохраняется от 4 до 9 мес.; в зерне и фураже при 0 ° С выживает до 6 мес., при 8-12 ° С - до 2 мес., при 20-30 ° С - до 3 нед; в шкурах павших от туляремии грызунов при 8 ° С сохраняет жизнеспособность до 1 мес., при 30 ° С - до 1 нед. Микроб малоустойчив к высушиванию, ультрафиолетовым лучам, дезинфицирующим средствам: растворы лизола, хлорамина, хлорная известь убивают его за 3-5 мин.

Резервуар и источники возбудителя: многочисленные виды грызунов, насекомоядных, хищников, однако основными видами, обеспечивающими существование возбудителя в природе, являются обыкновенные полевки, водяные крысы, ондатра, зайцы, хомяки, от которых заражаются синантропные мышевидные грызуны. Резервуаром возбудителя являются также многие виды клещей (особенно иксодовые), комары, слепни. Больной человек эпидемиологической опасности не представляет.

Туляремия относится к природно-очаговым инфекционным болезням, т. е. возбудитель способен циркулировать в очаге среди животных без участия в цепи его передачи неопределенно долго. На территории бывшего СССР на основе особенностей ландшафтной приуроченности выделены следующие типы природных очагов туляремии: пойменно-болотный, луго-полевой, лесной, степной (балочный), предгорно-ручьевой, тугайный и тундровый. Каждый тип очага имеет собственные эпизоотолого -эпидемиологические особенности.

Период заразительности источника. Инфицированные грызуны сохраняют возбудителя в кровяном русле в течение стадии септицемии и вплоть до их гибели от этой инфекции, кровососущие насекомые - в течение 2 нед, клещи - пожизненно.

Механизм передачи возбудителя. Возбудитель туляремии передается человеку трансмиссивным, контактным, оральным и аспирационным механизмом. Трансмиссивный механизм реализуется через инфицированных клещей, комаров, слепней; контактный - в результате проникновения возбудителя через травмы кожи при укусе инфицированных грызунов, снятия с них шкуры, разделке тушек и т. п.; оральный - через контаминированную выделениями грызунов воду и пищу; аспирационный - воздушно-пылевым путем, т. е. при вдыхании контаминированной возбудителем пыли.

Естественная восприимчивость людей очень высокая. Перенесенное заболевание обычно формирует пожизненный иммунитет.

Основные эпидемиологические признаки. Туляремия распространена в Европе (Австрия, Россия, Франция, ФРГ, Швеция), Азии (Япония), Северной Америке. Рост заболеваемости людей наблюдается в годы повышения численности грызунов.отмечается спорадические случаи и эпидемические вспышки, для которых обычно характерно преобладание какого-либо одного из путей передачи возбудителя. Болеют преимущественно сельские жители, заражающиеся в бытовых (обычно при употреблении контаминированной возбудителем воды или продуктов) или производственных условиях (профессиональные заражения, т. е. при обмолоте загрязненных грызунами хлебов, переборке овощей, перевозке соломы, а также на охоте, рыбной ловле, где имеется риск трансмиссивного заражения). Известны и лабораторные заражения туляремией.

Инкубационный период от 1 дня до 3 нед, обычно 3-7 дней.

Основные клинические признаки: острое начало. Температура тела повышается до 38-39 ° С и дальнейшем имеет неправильный характер, сохранясь 2-3 нед. Появляются озноб, резкая головная боль, боли в мышцах, иногда тошнота и рвота. Лицо и конъюнктивы гиперемированы. Печень и селезенка увеличены. Клиническая форма заболевания во многом определяется путем передачи возбудителя, т. е. входными воротами его: трансмиссивное и контактное заражения сопровождаются развитием бубонной (увеличение различных лимфатических узлов) или язвенно-бубонной формы; водный и пищевой пути приводят к ангинозно-бубонной или кишечной (абдоминальной) форме; аспирационное заражение влечет за собой развитие легочной формы, с поражением бронхов или легких. Этот вариант отличается длительным и тяжелым течением. При массивном заражении, а также у ослабленных лиц возможна первично-септическая, или генерализованная, форма. Летальность не превышает 0,5 % и отмечается только при генерализованной, легочной и абдоминальной формах.

Лабораторная диагностика. Используют серологические реакции (РСК, ИФА, РА, РПГА) и кожно-аллергическую пробу. При постановке РА в качестве антигена используют взвесь туляремийных бактерий, убитых формалином. Диагностическим считается титр 1:100 и выше. РПГА обычно положительна со 2-й нед. Ответ на 3-5-й день от начала заболевания бывает положительным при использовании внутрикожной аллергической пробы. Проба специфична. Тулярин вводят внутрикожно по 0,1 мл в среднюю треть предплечья. Учет реакции проводят через 24-48 ч. Положительной она считается при наличии красноты и инфильтрата.

Для выделения возбудителя используют биологическую пробу на белых мышах. Этим методом исследуют органы животных, членистоногих, гидробионтов, воду, различные субстраты окружающей среды и материал от человека. Животные гибнут от туляремии на 3-4-е сутки, реже - позднее. От павших биопробных животных делают мазки-отпечатки из органов и посевы на желточную среду.

Диспансерное наблюдение за переболевшим проводится в течение 6-12 мес. в случаях наличия остаточных явлений после перенесенного заболевания. Осмотры проводятся врачом КИЗ и хирургом ежемесячно в течение первого полугодия и при необходимости - 1 раз в 2 мес. в последующем.

Туляремией называется первичная болезнь животных (как правило, грызунов), у человека протекает в виде острого инфекционного заболевания с разнообразной клинической картиной и медленным восстановлением трудоспособности. Возбудитель туляремии — Francisella tularensis — открыт Г. Мак-Коем и Ш. Чепином в 1912 г. во время эпизоотии среди земляных белок в местности с озером Туляре (Калифорния), подробно изучен Э. Френсисом, в честь которого и назван род.

Маленькие, размерами 0,2-0,7 мкм кокковидные или эллипсоидные полиморфные палочки, которые очень часто при специальных методах окрашивания дают биполярную окраску; неподвижны, грамотрицательны, спор не образуют; каталазонегативны, образуют H2S, строгие аэробы, температурный оптимум для роста 37 °С, рН 6,7-7,2. Вирулентные штаммы имеют капсулу, образуют кислоту без газа при ферментации некоторых углеводов (глюкоза, мальтоза, манноза, фруктоза, декстрин), степень ферментации у разных штаммов варьирует, содержание Г + Ц в ДНК — 33-36 мол %. F. tularensis на обычных средах не растет. Г. Мак-Кой и Ш. Чепин использовали свернутую желточную среду. На ней туляремийная палочка растет в виде нежных мелких колоний, напоминающих капельки росы, затем культура приобретает характер нежного шагреневого налета со слабо выраженной слизистой консистенцией. Э. Френсис предложил для выращивания туляремийной палочки питательный агар, содержащий 0,05-0,1 % цистина, 1 % глюкозы и 5-10 % крови. На такой среде рост более пышный и грубый: колонии круглые с гладкой поверхностью, молочного цвета, влажные, со слизистой консистенцией, окружены характерным зеленым ореолом. Рост медленный, максимального размера колонии достигают на 3-5-й день (1 — 4 мм). Туляремийные бактерии хорошо размножаются в желточном мешке куриного эмбриона, вызывая его гибель на 3-4-й день.

Для роста F. tularensis необходимы следующие аминокислоты: аргинин, лейчин, изолейцин, лизин, метионин, пролин, треонин, гистидин, валин, цистин, для некоторых подвидов — серии, тирозин, аспарагиновая кислота; кроме того, для Роста они нуждаются также в пантотеновой кислоте, тиамине и ионах Mg2. С учетом этих особенностей для культивирования F. tularensis можно использовать синтетические среды.

Род Francisella отнесен к классу Gammaproteobacteria, тип Proteobacteria. К этому же роду относится F. novicida, патогенность которой для человека не установлена.

F. tularensis в S-форме (вирулентный) имеет два антигена — О и Vi (капсульный антиген). О-антиген обнаруживает родство с антигенами бруцелл. Диссоциация S->SR->R приводит к утрате капсулы, вирулентности и иммуногенности. Вид F tularensis подразделяют на три географические расы (подвида):

голарктическую (слабопатогенная для домашних кроликов, не ферментирует глицерина и не имеет фермента цитруллинуреидазы, встречается в странах северного полушария);

среднеазиатскую (малопатогенная для кроликов, имеет цитруллинуреидазу и ферментирует глицерин);

неарктическую (американскую), более патогенна для кроликов, ферментирует глицерин, имеет цитруллинуреидазу.

Кроме того, штаммы американского и среднеазиатского подвидов обладают фосфатазной активностью, отсутствующей у штаммов голарктического подвида.

Резистентность возбудителя туляремии

F. tularensis довольно устойчива во внешней среде, особенно если содержится в патологическом материале. В фураже, зерне, загрязненных выделениями больных грызунов, выживает до 4 мес; в воде — до 3 мес; во льду — более 1 мес. Чувствительна к прямым солнечным лучам (погибает за 30 мин), высокой температуре (при 60 °С гибнет через 10 мин), под действием 3 % раствора лизола, 50 %-ного спирта, формалина и других антисептиков погибает через 5-10 мин.

Эпидемиология туляремии

Основным резервуаром туляремии в природе являются грызуны, среди которых в естественных условиях наблюдаются эпизоотии. заражается только от животных, от человека к человеку возбудитель не передается. Возбудитель обнаружен у 82 видов грызунов и зайцеобразных, наиболее часто встречается у представителей 4 семейств: мышевидных (Muridae), заячьих (Leporidae), беличьих (Sciuridae) и тушканчиковых (Dipodidae). На территории России основными носителями являются мышевидные грызуны: водяные крысы, обыкновенные полевки, домовые мыши и ондатры.

По чувствительности к туляремии животные могут быть разбиты на четыре группы:

1-я группа — наиболее восприимчивы (полевки, водяные крысы, домовые мыши, белые мыши, морские свинки и некоторые другие). Минимальная смертельная доза составляет одну микробную клетку;

2-я группа — менее чувствительны (серые крысы, суслики и др.). Минимальная смертельная доза — 1 млрд микробных клеток, однако для заражения некоторых из них достаточно одной микробной клетки;

3-я группа (хищники — кошки, лисицы, хорьки). Устойчивы к высоким заражающим дозам, заболевание протекает без видимых проявлений;

4-я группа — невосприимчивы к туляремии (копытные животные, холоднокровные, птицы).

Для человека минимальная инфицирующая доза — одна микробная клетка. Заражение человека происходит всеми возможными способами: прямым и непрямым контактом с больными грызунами, их трупами или с предметами, зараженными грызунами; алиментарным (при употреблении пищевых продуктов и воды, инфицированных грызунами), воздушно-пылевым и трансмиссивным путем. Зараженность туляремийными бактериями установлена у 77 видов кровососущих членистоногих. Особенно большое значение имеют иксодовые клещи, у которых возбудитель сохраняется в течение всей жизни и даже передается трансовариально потомству. Эти обстоятельства способствуют укоренению болезни в природе. Заражение человека клещами происходит не путем укуса, а в результате попадания возбудителя на кожу вместе с испражнениями клеща.

На территории России различают 7 основных ландшафтных типов природных очагов туляремии: поименно-болотный, луго-полевой, степной, лесной, предгорно-ручьевой, тундровый и тугайный (поименно-пустынный).

Симптомы туляремии

Возбудитель туляремии проникает в организм через наружные покровы (поврежденную и неповрежденную кожу и слизистые). На месте внедрения нередко образуются язвочки. Через лимфатические сосуды бактерии попадают в регионарный лимфатический узел и беспрепятственно размножаются в нем; воспалительный процесс приводит к формированию бубона. Отсюда возбудитель проникает в кровь, бактериемия обусловливает генерализацию процесса, в него вовлекаются различные органы и ткани, размножение в которых бактерий приводит к образованию гранулем и некротических язв. С бактериемией и генерализацией связана аллергическая перестройка организма. Инкубационный период туляремии варьирует от 2 до 8 дней. Болезнь начинается остро: появляются лихорадка, головная боль, боли в мышцах, гиперемия лица. Дальнейшее течение зависит от места входных ворот, в соответствии с которым различают следующие клинические формы туляремии: язвенно-железистую (бубонную), глазо-железистую, ангинозно-железистую, абдоминальную и легочную. Летальность при туляремии не превышает 1-2 %.

Постинфекционный прочный, стойкий, в большинстве случаев пожизненный, имеет клеточную природу, обусловлен главным образом Т-лимфоцитами и макрофагами, в меньшей степени — антителами. Фагоцитоз у лиц, имеющих , имеет завершенный характер.

Диагностика туляремии

Для диагностики туляремии применяют все микробиологические методы. Исследование проводят в режимных лабораториях. Материал для исследования — кровь, пунктат из бубона, соскоб из язвы, отделяемое конъюнктивы, налет из зева, мокрота и др. — определяется клинической формой болезни. Кроме того, на исследование можно брать воду и пищевые продукты. В природных очагах туляремии проводят плановые систематические исследования для выделения возбудителя туляремии от грызунов.

Бактериологический метод диагностики туляремии у человека редко дает положительные результаты. Чистую культуру, как правило, выделяют после накопления ее на восприимчивых лабораторных животных. Для биопробы используют белых мышей и морских свинок. Мышей заражают подкожно, морских свинок — внутрибрюшинно; животные погибают на 3-6-е сутки, иногда по инее. Зараженных животных содержат в особых условиях {как при диагностике чумы) и наблюдают за ними в течение 6-14 дней. Гели экспериментальные животные на протяжении 7-15 дней не погибают, их забивают на 15-20-й день и трупы вскрывают. При наличии туляремии обнаруживают патолого-анатомические изменения в виде продуктивного процесса с некрозом. Чистую культуру выделяют из внутренних органов на желточной среде, глюкозоцистеиновом кровяном очаге и др. При идентификации опираются на морфологию и тинкториальные свойства возбудителя, отсутствие роста на МПА, агглютинацию гомологичной сывороткой. патогенность для белых мышей и морских свинок. Чистую культуру можно выделить, заражая 12-дневные куриные эмбрионы и желточный мешок. Для выделения чистой культуры возбудителя из воды ее центрифугируют или фильтруют через бактериальные фильтры и осадком заражают лабораторных животных. При исследовании пищевых продуктов их промывают МП Б, центрифугируют и осадком заражают лабораторных животных.

Одновременно с бактериологическим исследованием из исследуемого материала готовят мазки-отпечатки и окрашивают их по Романовскому-Гимзе. В мазках из органов можно обнаружить мелкие кокковидные и палочковидные бактерии, которые располагаются внутриклеточно и в виде скоплений, образуя нежную капсулу.

Для диагностики используют развернутую реакцию агглютинации, РПГА, РИФ.

Аллергические пробы применяют для ранней диагностики туляремии (с 5-го дня от начата болезни). Используют два вила тулярина и соответственно два способа их введения: накожный и внутрикожный. Так как концентрация аллергена в обоих видах тулярина различная, недопустимо использовать накожный тулярин для внутрикожной пробы и наоборот. Результаты аллергической реакции учитывают в динамике через 24. 36, 48 ч. За положительный результат принимают инфильтрат диаметром не менее 5 мм. У вакцинированных или переболевших туляремией лиц в течение ряда лет аллергические пробы остаются положительными (анамнестическая реакция).

Специфическая профилактика туляремии

Для специфической профилактики применяется прививка против туляремии, полученная в 1930 г. отечественными военными врачами Б.Я. Эльбертом и Н.А. Гайским из штамма Мэ 15. Вакцина обеспечивает прочный иммунитет на 5-6 лет при заражении европейским и голарктическим подвидами и эффективна против американской разновидности возбудителя. Вакцинацию проводят по эпидемиологическим показаниям, а также лицам, относящимся к группам риска. Допускается одновременная вакцинация против туляремии и бруцеллеза; туляремии и чумы, а против туляремии и некоторых других инфекций.

Неспецифическая профилактика туляремии такая же, как при других зоонозах, и направлена в первую очередь на борьбу с грызунами.

Туляремия является острым инфекционным природно-очаговым заболеванием с поражением лимфатических узлов, паренхиматозных органов, кожных покровов, иногда глаз, зева, легких и сопровождается выраженной интоксикацией. Заболевание преимущественно встречается в ландшафтах умеренного климатического пояса Северного полушария.

Основным резервуаром и источником инфекции при туляремии являются многочисленные виды диких грызунов, зайцеобразные и др. Основная роль в поддержании инфекции в природе принадлежит грызунам (водяная крыса, обыкновенная полевка, ондатра и др.). Больной человек не опасен для окружающих.

Механизм передачи заболевания множественный, чаще всего трансмиссивный. Возбудитель сохраняется в природе в цикле «клещ-животное», передается сельскохозяйственным животным и птицам клещами и кровососущими насекомыми. Специфические переносчики туляремии – иксодовые клещи. Человек заражается туляремией в результате прямого контакта с животными (снятие шкур, сбор павших грызунов и др.), а также алиментарным путем через инфицированные грызунами пищевые продукты и воду. Часто заражение происходит через кровососущих переносчиков (клещи, комары, блохи, слепни и другие членистоногие). Возможно заражение и аспирационным путем (при вдыхании инфицированной пыли от зерна, соломы, овощей). Зарегистрированы случаи заболеваний людей на производствах, связанных с переработкой природного сырья (сахарные, крахмалопаточные, спиртовые заводы, элеваторы и т.п.), на мясокомбинатах, при забое овец и крупного рогатого скота, на котором имелись инфицированные клещи.

Пути заражения: контактный (через кожу и слизистую оболочку глаз), трансмиссивный (при укусе переносчика), алиментарный (через ЖКТ), аспирационный (через дыхательные пути).

Возбудитель туляремии относится к γ–подклассу прото протобактерий, семейству Francisellaceae, роду Francisella , который включает два вида: F. tularensis и F. philomiragia.

В пределах вида F. tularensis выделяют 4 подвида: F. tularensis subsp. tularensis или nearctica - неарктический, F. tularensis subsp. holarctica – голарктический, F. tularensis subsp. mediasiatica - среднеазиатский и F. tularensis subsp. novicida . Подвид holarctica включает в себя три биологических варианта: japonica - японский биовар, биовар I Ery(S) (эритромицинчувствительный) и биовар II Ery(R) (эритромицинрезистентный).

Внутривидовая дифференциация возбудителя туляремии основывается на различиях подвидов и биоваров по ряду фенотипических признаков: биохимической активности, степени патогенности для человека и животных, чувствительности к некоторым антибиотикам, на особенностях экологии возбудителя и его ареале. На генотипическом уровне подвиды различаются при VNTR – анализе генома. На территории России встречается F. tularensis подвида holarctica с двумя биоварами – I Ery(S) и II Ery(R), циркуляция которых осуществляется главным образом среди грызунов и зайцеобразных. Распространение их также возможно через иксодовых клещей и водные объекты.

Возбудитель туляремии F.tularensis в мазках 1–2 суточной культуры, выращенной на плотных питательных средах, представляет собой кокковидные клетки диаметром 0,3–0,5 мкм. В мазках, приготовленных из культуры с жидких питательных сред, туляремийный микроб имеет форму коротких палочек. В тканях животных, погибших от туляремии, возбудителя обнаруживают в виде коккобактерий. При длительном выращивании на питательных средах туляремийные бактерии проявляют значительный полиморфизм: встречаются как более крупные, шарообразные до 3 мкм в диаметре клетки, так и мельчайшие до 0,1–0,2 мкм.

Туляремийные бактерии неподвижны, грамотрицательны, но окрашиваются бледнее анилиновыми красителями, чем другие грамотрицательные бактерии, размножаются почкованием, спор не образуют, выделяют капсулоподобное слизистое вещество. Слизистую консистенцию культуры выявляют в окрашенных мазках и при эмульгировании бактериальной массы в капле физиологического раствора (культура тянется за петлей). В мазках, окрашенных по Граму, обильную слизь обнаруживают в виде сплошной тонкой сеточки розового цвета.

Бактерии туляремии – факультативные анаэробы. Оптимальная температура их выращивания 36-38 ºС, при более низкой температуре размножение происходит медленнее, а ниже 20 ºС – прекращается. Оптимальная концентрация водородных ионов в средах для выращивания туляремийного микроба 6,8-7,3. Возбудитель туляремии не растет на обычных питательных средах – МПА и МПБ (исключение – F. tularensis subsp. novicida ), а требует для своего выращивания среды, содержащие кровь, яичный желток или их заменители. На этом основана дифференциальная диагностика туляремийного микроба. Из плотных питательных сред, применяемых для выращивания F. tularensis , наиболее распространена свернутая желточная среда Мак-Коя. Культура туляремийного микроба на ней растет в виде извилистого, блестящего, нежного, почти бесцветного, слизистого налета, хорошо снимающегося петлей. Поверхность посева состоит из множества слившихся мелких колоний, напоминающих «шагреневую кожу». Рост в виде отдельных колоний встречается только при посеве из органов животных со скудным содержанием туляремийных бактерий и появляется в более поздние сроки (на 9–12 сутки).

Наравне со свернутой желточной средой Мак-Коя для выращивания возбудителя туляремии используют кровяную среду Емельяновой, FТ-агар, среды, приготовленные на основе сухого агара для выращивания туляремийного микроба, в том числе с добавлением антибиотиков.

Культура в S-форме на кровяной среде Емельяновой вырастает в виде круглых с ровными краями, равномерно выпуклых, гладких, слабо блестящих беловатого цвета гомогенных колоний, размером до 1–2 мм в диаметре. Бактерии, образующие колонии в S-форме, высоковирулентны для лабораторных животных, колонии слабовирулентных штаммов (SR-форма) более крупных размеров. Авирулентные культуры вырастают в R- форме и агглютинируются трипафлавином. Туляремийные бактерии слабо ферментируют до кислоты лишь немногие углеводы и спирты на специальных средах. Среды Гисса для этого не пригодны. Ферментирующая способность у разных подвидов туляремийного микроба неодинакова (таблица 17).

Таблица 17

Характеристика F. tularensis (по подвидам) и F. philomiragia

Примечание: н/д – нет данных, +(–) – признак характерен для большинства выделенных штаммов.

Липополисахарид туляремийного микроба является основным иммунодоминантным антигеном и мишенью специфического антительного ответа макроорганизма на возбудитель. На выявлении специфических туляремийных антител против эпитопов ЛПС основана серологическая диагностика туляремии у человека и животных. Структура и антигенная специфичность ЛПС бактерий F. tularensis трёх основных подвидов (кроме F. tularensis subsp. novicida ) идентична. В отличие от классических эндотоксинов, препараты ЛПС возбудителя туляремии характеризуются биологической инертностью – они являются слабыми индукторами цитокинов и не токсичны для лабораторных животных. Экзотоксин у бактерий туляремии не обнаружен. Для человека высокопатогенен подвид tularensis , подвиды holarctica и mediasiatica умеренно патогенны.

Геном туляремийного микроба представлен хромосомой, размер которой около 1830 т.п.н. У большинства представителей семейства Francisellaceae не обнаружены собственные фаги и плазмиды. Исключение составляет только F.

tularensis subsp. novicida , у которой выявлена мелкая криптическая плазмида pFN. Для обнаружения ДНК возбудителя туляремии в исследуемом материале используется молекулярно-генетический метод – полимеразная цепная реакция (ПЦР). В основе ПЦР – выявление в геноме возбудителя нуклеотидных последовательностей, детерминирующих факторы патогенности F. tularensis . Причина высокой патогенности туляремийного микроба до конца не определена. Из числа возможных факторов вирулентности рассматриваются: липополисахарид (ЛПС), белок размером 23 kD, ферменты биосинтеза пуринов, пептидогликанов, Clp-протеаза теплового шока, белки патогенности Pdp, регуляторные белки MglA и MglB. Все они имеют значение для персистенции патогена в макрофагах – важного этапа в развитии инфекционного процесса. Однако наиболее специфичными из изученных генов являются fopA , отвечающий за синтез наружной мембраны и igl ABCD оперон, кодирующий синтез белка размером 23 kD. Они имеют высокую степень сходства у всех подвидов туляремийного микроба и на их основе осуществляется синтез туляремийных родоспецифичных праймеров для ПЦР.

Генетическую вариабельность подвидов и отдельных штаммов туляремийного микроба связывают с наличием областей дифференциации RD, с вариабельными тандемными повторами (VNTR) и полиморфизмом единичных нуклеотидов (SNP). VNTR- и SNP-типирование F. tularensis позволяет проводить межподвидовую и межштаммовую дифференциацию, устанавливать географическое происхождение возбудителя.

Возбудитель туляремии обладает выраженными аллергизирующими свойствами. Аллергенное действие характерно как для живых, так и убитых бактерий туляремии – различной степени вирулентности. На этом свойстве F. tularensis основан аллергический метод диагностики туляремии у человека. Туляремийный микроб патогенен для многих видов животных и человека. Из лабораторных животных высокую чувствительность к туляремии проявляют белые мыши и морские свинки. При подкожном заражении инфицированным материалом белые мыши в среднем погибают на 3–4 сутки, и при вскрытии у них обнаруживают: резкую гиперемию и отечность сосудов подкожной клетчатки; воспалительный инфильтрат в месте введения материала; увеличение, гиперемию и уплотнение регионарных лимфатических узлов, печени, селезенки; гиперемию стенок кишечника.

Морские свинки при подкожном заражении инфицированным материалом погибают на 6–9 сутки. Патологоанатомические изменения в органах морской свинки при гибели от туляремийной инфекции хорошо выражены. При вскрытии у них обнаруживают: гиперемию и отек сосудов подкожной клетчатки, воспалительный инфильтрат с геморрагиями и участками некроза в месте введения материала; резкое увеличение, гиперемию и уплотнение регионарных лимфатических узлов, печени, селезенки. На поверхности и в глубине ткани селезенки, печени хорошо заметны некротические узелки сероватого цвета («саговая селезенка»). В брюшной полости накапливается серозно-геморрагический экссудат.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

Таксономия . Возбудитель туляремии - Francisella tularensis относится к роду с невыясненным положением в систематике бактерий. Ее выделили в 1912 г. Дж. МакКой и Ч. Чепин в районе озера Туляре, находящегося в Ка­лифорнии, а всесторонне описал - Э. Франсис.

Клиника и эпидемиология. В зависимости от ворот вхождения инфекции при туляремии поражается кожа, слизистые оболочки и лимфатические узлы (кожно-бубонная, ангинозно-бубонная формы) или внутренние органы (абдоминальная и легочная туляремия). Различают также септическую, или генерализованную форму заболевания. Туляремия - природно-очаговая, особо опасная кровяная зоонозная инфекция, дающая высокий процент летальнос­ти. Возбудитель циркулирует в природе среди 70 видов поз­воночных. Основные источники инфекции - водяные кры­сы, ондатры, зайцы, серая и черная крысы, мыши. Болеть может крупный и особенно мелкий рогатый скот (овцы;, кошки и собаки. Больной человек неконтагиозен и для воз будителя туляремии является биологическим тупиком.

Механизм передачи инфекции разнообразен. В основном туляремия передается трансмиссивным путем через крово­сосущих членистоногих (всего около 60 видов). Среди них главное эпидемиологическое значение имеют клещи, кото­рые являются не только переносчиками, но и резервуаром туляремии в природе, так как способны передавать возбу­дителя трансовариально. Нередко люди заражаются контакт­ным, алиментарным и аспирационным путями.

Биологические особенности возбудителя туляремии. Морфология. Возбудитель туляремии представляет собой мелкие полиморфные микроорганизмы. В культурах ча­ще обнаруживаются кокковые формы (0,1-0,5 мкм), в ор­ганах животных - коккобактерии (0,7-1,0 мкм). Вирулент­ные штаммы образуют нежную капсулу, авирулентные часто покрываются массивным слоем слизи. Спор не обра­зуют, неподвижны. В мазке бактерии туляремии распола­гаются беспорядочно, грамотрицательны (иногда наблю­дается метахромазия).

Культуральные свойства . Бактерии туляремии выра­щиваются в аэробных условиях при температуре 37 °С на свернутой яично-желточной среде, глюкозоцистиновом кровяном или обычном агаре с лизатами дрожжей, жела­тина и экстрактами рыбной муки. Колонии на них появля­ются через несколько дней, иногда спустя 2-3 недели. Они имеют точечные размеры (1-2 мм), круглую форму (рис. 91), белый или молочно-белый цвет, а при старении обра­зуют SR- и R-формы, в культурах накапливается слизь.

Антигены . Возбудитель туляремии содержит два анти­гена: соматический нуклеопротеидный О-антиген и оболочечныи белково-липидный Vi-антиген, утрата которого приводит к диссоциации микро­ба, потере вирулентности и имму-ногенности. Бактерии туляремии обладают сенсибилизирующими свойствами, имеют групповые антигены с возбудителем бруцел­леза и агглютинируются в анти-"РУЦеллезной сыворотке.

Ферменты . Биохимические свойства франциселл вариабельны. Они постоянно ферментируют глюкозу, мальтозу, маннозу, образуют сероводород.

Патогенность . Наиболее чувствительны к туляремии белые мыши, в меньшей мере - морские свинки. При зара­жении материалом, содержащим заразное начало, живот­ные погибают от септического процесса в течение 4-10 дней, нередко - спустя 1мес.

Географические варианты. По вирулентности и биохи­мической активности различают три разновидности бак­терий туляремии: 1) американскую (неарктическую) -высокопатогенную для кролика (DCLM = 1 клетке), ферментирующую глицерин и содержащую цитруллину-реидазу; 2) европейскую (голарктическую) - маловирулентную для кролика (DCLM = 1 млрд м. т.) и биохимически инертную; 3) среднеазиатскую, близкую по ферментатив­ным свойствам американской, а по вирулентности - евро­пейской.

Иммунитет . Восприимчивость людей к туляремии вы­сокая, но у перенесших болезнь вырабатывается очень напряженный и длительный иммунитет, отражением которого является нарастание уровня специфических анти­тел, активация Т-лимфоцитов, фагоцитов и аллергичес­кая перестройка организма, сохраняющаяся на протяже­нии многих лет.

Лабораторная диагностика . Основными микробиоло­гическими методами, подтверждающими диагноз туляре­мии, являются: положительные аллергические пробы (5 сут), развернутая РА (10-14 сут) и РСК (5-7 сут).

Аллергическая реакция . Для ее выявления используют внутрикожную пробу с тулярином или в насечки кожи вводят туаллерген. Результаты аллергических реакций учитывают через 24-36-48 ч. Обычно на месте введения аллергенов развивается выраженная гиперемия и ин­фильтрат диаметром 5 мм. При этом нужно учитывать, что такая же положительная проба может возникать у реконвалесцентов и вакцинированных против туляремии лиц.

Развернутая РА. Антитела к возбудителю туляремии появляются на второй недели болезни (после 10-го дня). Для постановки развернутой РА у больного достаточно взять 2-3 мл крови. Полученную сыворотку последователь­но разводят от 1: 25 до 1: 400. Затем в каждую пробирку до­бавляют 0,5 мл туляремийного диагностикума, в результа­те сыворотка разводится от 1: 50 до 1: 800. Контроль сыво­ротки и диагностикума ставят, как обычно (табл. 19).

Таблица 19. Схема постановки развернутой РА

Пробирки помещают на 2 ч в термостат и после извлече­ния из него выдерживают при комнатной температуре еще 18-20 ч, после чего проводят окончательный учет. Диагноз подтверждает РА в разведении сыворотки 1: 100. При пов­торной постановке РА через 7-10 сут ее титр может возрас­тать в 4 и более раза, что очень важно при дифференциа­ции туляремии от бруцеллеза, возбудители которого, имея общую антигенную структуру с F. tularensis, могут агглю­тинироваться в сыворотке больных туляремией. Более чувствительными считаются РИГА и РСК на холоде.

При массовых обследованиях вместо развернутой РА можно применять кровяно-капельную реакцию: на пред­метное стекло наносят каплю крови и гемолизируют ее в Дистиллированной воде с последующим добавлением к и туляремийного диагностикума. Мгновенная агглютинация франциселл в гемолизированной капле крови соответствует титру антител 1: 100, а склеивание диагностикума через 2-3 мин. – титру 1: 50.

Выделение культуры. Получить чистую культуру бактуляремии из гноя, пунктата бубона, слизи из зева

или крови больного путем прямого посева на питательные среды не удается. Для активации ростовых потенций воз­будителя материалом человека заражают 3-5 белых мы- ше й или 2 морских свинок. Инфицированные животные погибают через 1-2 недели, а если выживают, то на 15-25-й день их убивают и эмульсией органов производят слепой пассаж интактным мышам и свинкам.

Культуру F. tularensis выделяют, засевая отпечатками срезов печени и селезенки инфицированных животных яично-желточную среду и глюкозоцистиновый агар с 5-10 % кроличьей дефибринированной крови или с нали­чием в нем 2,5 % аутолизата дрожжей, 10 % гидролизата желатина и 20 % гидролизата рыбной муки. Вырастить возбудитель туляремии удается также в желточном меш­ке 12-дневного куриного эмбриона.

Чистую культуру идентифицируют по наличию в маз­ках из колоний мелких беспорядочно располагающихся коккобактерий, агглютинирующихся в диагностической сыворотке.

Для обнаружения туляремийных антигенов у погиб­ших грызунов в энзоотических очагах широко применяет­ся реакция термо-колъцепреципитации Асколи.

Специфическая профилактика и лечение . Специфи­ческая профилактика туляремии проводится живой сухой аттенуированной вакциной из штамма 15-й линии НИИЭТ. Вакцинации подлежат лица, подвергающиеся опасности заражения туляремией, отрицательно реагирующие на тулярин и имеющие низкие титры антител. Применяют два способа введения вакцин: накожный и внутрикожный. Первый используется при плановой вакцинации де­тей от 7 лет и старше, второй - по эпидемическим показа­ниям. Ревакцинируют привитых через 5 лет. Лечат туля­ремию аминогликозидами, тетрациклинами, левомицети-ном, сочетая их с введением убитой вакцины при торпидно протекающей форме инфекции.

Для туляремии (Francisella tularensis) как одной из природно-очаговых зоонозных инфекций характерна триада биоиеноза:

• возбудитель;
• резервуары возбудителя;
• переносчики - кровососущие насекомые. Выделяют 3 подвида туляремийного микроба:
• неарктический (американский);
• среднеазиатский;
• голарктический (европейско-азиатский).

Неарктический подвид бактерии, в отличие от остальных, ха­рактеризуется высокой патогенностью для человека и лабора­торных животных.

Морфология

туляремийные бактерии имеют очень мелкие раз­меры - 0,3-0,5 мкм, способные проходить через некоторые бактериальные фильтры. При культивировании на искусствен­ных питательных средах микроб туляремии обычно имеет фор-. мы очень мелкого кокка, а в органах животных чаще встреча­ется в виде коккобактерий.

В культурах на питательных средах бактерии туляремии обна­руживают полиморфизм, особенно выраженный у американ­ской разновидности. Микроб неподвижен, спор не образует, имеет небольшую капсулу. В культурах характерно образова­ние бактериями слизи, легко обнаруживаемой при изготовлении мазков на стекле. Бактерии туляремии окрашиваются все­ми красками, обычно применяемыми в лабораторной практи­ке, но заметно бледнее, чем многие бактерии. По Граму туляремийные бактерии окрашиваются отрицательно. Мазки-отпечатки из органов окрашиваются по Романовскому-Гимзе, при этом туляремийные микробы отличаются от другой (посторонней) флоры более нежной фиолетовой окраской и более мелкими размерами.

Биология, культуральные свойства: микроб туляремии прихот­лив в отношении выращивания на искусственных питательных средах. Он не растет на обычном мясо-пептонном агаре или бульоне. Микробы удается культивировать на желтковых сре­дах при добавлении цистина и других питательных веществ, особенно крови. Температурный оптимум 36-37°С. Строгие аэробы. Изолированные колонии удобно получать при посеве на чашки со средой Емельяновой (гидролизат рыбной муки, же­латин, дрожжи, хлористый натрий, глюкоза, цистин, агар) или средой Френсиса - (мясо-пептонный агар с 1%-ным пептоном, 0,5%-ный хлористый натрий, цистин, глюкоза).

После стерилизации эти среды добавляют к 5-10 мл кроличьей дефибринированной крови. Колонии на этих средах - белова­того цвета с голубоватым оттенком, круглые, с ровным краем, выпуклые, гладкие, блестящие, при разреженном посеве они достигают (через несколько дней) 1-2 мм и более в диаметре.

В жидких питательных средах туляремийный микроб размно­жается хуже, причем рост отмечается лишь на поверхности среды, что связано с аэрофильностью бактерии. Хорошие ре­зультаты выращивания можно получить либо при добавлении к жидким средам коллоидов (куриного желтка, агара и т. д.), либо при аэрации среды. Способность сбраживать углеводы и спирты у микроба туляремии ограниченна. Туляремийные микробы ферментируют до кислоты глюкозу, мальтозу, а в ря­де случаев - левулезу и маннозу. Лактозу, сахарозу, маннит и ряд других веществ туляремийные бактерии не ферментируют.

Устойчивость к физическим и химическим факторам

во внеш­ней среде возбудитель сохраняется длительное время, особенно при низких температурах: в зерне и соломе при температуре ниже 0 °С до 6 мес, в замерших трупах животных - до 8 мес. В естественных условиях обнаруживали возбудители туляремии в воде ручьев, колодцев, а также в соломе и других объектах, это имеет важное эпидемиологическое значение. Туляремийные бактерии нестойки к высоким температурам - кипячение не­медленно убивает микробов, а нагревание до 60 °С обусловли­вает их гибель в течение 20 мин. Под действием прямых сол­нечных лучей туляремийные бактерии погибают через 20-30 мин, на рассеянном свету жизнеспособность их сохраняется до 3 дней.

Микроб туляремии нестоек к обычным дезинфицирующим веще­ствам — лизолу, фенолу, хлору, сулеме. Особенно чувстви­тельны бактерии к этиловому спирту и при его воздействии погибают менее чем за минуту.

Антигенное строение

туляремийный микроб содержит 2 анти­генных комплекса:

• оболочечный (Vi);
• соматический (О).

С оболочечным антигеном связаны вирулентность и иммуно-генные свойства возбудителя. При Vi-агглютинации, характер­ной для вирулентных культур, на дно пробирки в осадок выпа­дает стойкий агглютинат, при встряхивании легко разбиваю­щийся на мелкие хлопья; при О-агглютинации, свойственной полностью авирулентным культурам, в осадок выпадает не­стойкий агглютинат, при встряхивании легко разбивающийся на мелкие хлопья или почти гомогенную взвесь. Туляремийные бактерии обнаруживают антигенную близость с бруцеллами: специфическая туляремийная агглютинирующаяся сыворотка высокого титра может в небольших разведениях агг­лютинировать бруцелл, а бруцеллезная сыворотка — туляре­мийные бактерии. Некоторые сапрофитные бактерии также обладают способностью частично агглютинироваться туляре-мийной сывороткой. У музейных штаммов туляремийных бак­терий может наблюдаться бактериофагия, но этот феномен можно обнаружить лишь при посеве на чашки со специально подобранными средами.

Патогенность.

Штаммы туляремийных бактерий, выделяемые в природных очагах от грызунов, клещей и других объектов, а также от больных людей, обладают в высокой степени сходны­ми признаками, включая вирулентность. Различия обнаружива­ются лишь между штаммами — американским и европейскоазиатским. При культивировании на искусственных питатель­ных средах происходит превращения туляремийных бактерий из вирулентной S-формы в авирулентную R-форму, их обозна­чают как SR-вариант. Они обладают остаточной вирулентно­стью для чувствительных к туляремии животных, например белых мышей.

Болезнетворные свойства туляремийного микроба

в основном связаны с токсическими веществами, представляющими собой эндотоксин. Микроб туляремии патогенен для многих видов млекопитающих, и особенно грызунов, но степень его пато-генности не для всех видов одинакова.

Наибольшую восприимчивость и чувствительность к туляре­мии проявляют полевки, водяные крысы, зайцы, хомяки, до­мовые мыши и другие грызуны и насекомые. У этих животных даже при минимальных дозах заражения заболевание протекает по типу острой септицемии, они выделяют возбудителя в большом количестве с мочой и калом и погибают с необычай­но интенсивным обсеменением бактериями внутренних орга­нов и крови.