Розділ 16. ПАТОГЕННІ СПІРОХЕТИ
Серед патогенних представників порядку Spirochaetales найбільше значення мають три роди - Treponema, Borrelia, Leptospira. Це тонкі, довгі, звивисті, рухомі мікроорганізми, які відрізняються між собою розмірами, амплітудою, глибиною спіралі, кількістю завитків, різним забарвленням. За методом Романовського-Гімзи краще забарвлюються борелії, гірше лептоспіри і дуже слабо - трепонеми. У живому стані всі спірохети можна виявити в темному полі зору.
До роду Treponema (trepo - повертати, nemo - нитка) входять збудники сифілісу, фрамбезії, пінти, беджелю та ряд сапрофітних трепонем, які населяють ротову порожнину і кишечник здорової людини. Рід Borrelia представлений збудниками поворотних тифів і спірохетою Венсана, а рід Leptospira включає один вид, який викликає лептоспіроз.Збудник сифілісу (Treponema pallidum)
Збудник сифілісу відкрили Ф. Шаудін і Е. Гофман у 1905 р.
Морфологія і фізіологія. Трепонеми сифілісу - тонкі спіралеподібні бактерії довжиною 10-15 мкм і шириною 0,1-0,2 мкм(рис. 16.1). Вони мають 8-14 рівномірних завитків (рис. 16.2), тришарову зовнішню мембрану. У середині цитоплазми розшаровані нуклеоїд, мезосоми, рибосоми, фібрили і базальні тіла, видимі лише під електронним мікроскопом. Розмножуються шляхом поперечного поділу. Можуть утворювати шароподібні цистоподібні форми, покриті міцною муциноподібною оболонкою, і L-форми. Погано фарбуються аніліновими барвниками, тому називаються блідими трепонемами, грамнегативні. При забарвленні за Романовським-Гімзою набувають блідо-рожевого кольору. Спор не утворюють, джгутиків не мають, але активно рухливі. Для трепонем властиві поступальні, обертові, згинальні й хвилеподібні рухи.
Трепонеми сифілісу дуже вибагливі до живильних середовищ. Із великими труднощами їх вдається виростити в анаеробних умовах на середовищах із мозковою тканиною або на хоріоналантоїсній оболонці курячого зародка. Але всі культури, вирощені штучно в лабораторії, втрачають патогенні властивості, тому одержали назву культуральних трепонем.
Антигенна структура їх складна. Виявлені протеїнові, ліпідні й полісахаридні комплекси, але серологічних варіантів немає. Екзотоксину спірохети сифілісу не продукують, містять у цитоплазмі ендотоксин. Бліда трепонема для лабораторних тварин малопатогенна. Чутливі лише мавпи. І.І. Мечніков і Д.К. Заболотний відтворили на них захворювання, подібне за клінічною картиною до сифілісу людини. Краще всього розмножувати трепонем у паренхімі яєчка кролика, що дозволяє завжди мати їх при проведенні лабораторної діагностики захворювання.
Екологія. На сифіліс хворіють тільки люди. Отже, єдиним джерелом інфекції в природі є хвора людина. Вхідні ворота інфекції - слизові оболонки і шкіра в місцях незначних ушкоджень. Зараження відбувається при прямому контакті хворої і здорової людини (найчастіше статевим шляхом), іноді через посуд та інші побутові предмети. Описані випадки передачі через плаценту (вроджений сифіліс).
Бліда трепонема порівняно малостійка до дії факторів зовнішнього середовища. При нагріванні до 55-58 °С вона гине через 15 хв. До низьких температур більш стійка. Заморожування витримує майже протягом року. При 10 °С зберігає свою життєздатність декілька днів. Дуже чутлива до дії кислот, солей важких металів (ртуті, вісмуту, миш’яку) і антибіотиків. Широко вживані дезинфікуючі розчини викликають загибель трепонем через 3-4 хв.
Захворювання людини. Інкубаційний період при сифілісі триває в середньому 20-30 днів. На місці проникнення трепонем виникає первинна сифілома - невелика безболісна виразка з твердим дном (ulcus durum)(рис. 16.3). Регіональні лімфатичні вузли збільшуються і стають твердими. Цей первинний сифіліс триває близько 6 тижнів. Вторинний сифіліс характеризується висипом на шкірі, слизових оболонках, розвитком уражень внутрішніх органів, кісток і триває 2-3 роки(рис. 16.4)(рис. 16.5). Якщо лікування не проводиться, може настати третинний сифіліс із утворенням у паренхіматозних органах щільних інфільтратів, папул, горбків, гум, які схильні до розпаду. Цей період триває 9-10 років, після чого може виникнути ураження головного, спинного мозку і серцево-судинної системи.
Імунітет. Вроджений імунітет до сифілісу в людини відсутній. Майже всі випадки зараження призводять до розвитку захворювання. Після перенесеної хвороби виникає інфекційний, нестерильний шанкерний імунітет. Повторне зараження може знову спричинити розвиток хвороби. При сифілісі в сироватці крові виявляють IgG, IgM та IgE. Поряд із цим виникає алергічний стан, який можна виявити постановкою внутрішньошкірної проби з люетином (суспензія вбитих трепонем).
Лабораторна діагностика. Основними методами мікробіологічної діагностики сифілісу є бактеріоскопічний і серологічний. При первинному і вторинному сифілісі матеріалом для мікроскопії служать виділення з виразок, папул, ерозій або пунктат лімфатичних вузлів. Поверхню виразки очищають від нальоту стерильним ватним тампоном, змоченим в ізотонічному розчині хлориду натрію, потім її подразнюють, легко поскрібуючи скальпелем або гострою ложечкою. Рідину відсмоктують пастерівською піпеткою і досліджують у темному полі зору, де чітко видно яскраво освітлені спірохети і характерний рух. Для забарвлення трепонем краплю рідини наносять на предметне скло, виготовляють мазок (як мазок крові), висушують, фіксують метиловим спиртом і декілька годин забарвлюють за Романовським-Гімзою. Бліда спірохета стає блідо-рожевою, а сапрофітні спірохети - голубими. Можна фарбувати трепонеми і за методом сріблення.
Серологічна діагностика сифілісу грунтується на постановці реакції Вассермана(рис. 16.6) й осадових реакцій Кана і Закса-Вітебського. Методика постановки реакції Вассермана не відрізняється від постановки реакції зв’язування комплементу. Необхідно пам’ятати, що вона може бути негативною протягом трьох тижнів первинного (серонегативного) періоду. Позитивна реакція Вассермана, крім сифілісу, зрідка буває і при інших гострих інфекційних хворобах (бруцельоз, кір, малярія), туберкульозі й лепрі, в пізній період вагітності й після пологів. Для серологічної діагностики сифілісу широко використовують реакцію імобілізації трепонем і непряму реакцію імунофлуоресценсії, які вважаються найбільш специфічними в лабораторній діагностиці захворювання.
Профілактика й лікування. Важливе значення мають рання діагностика, своєчасне лікування хворих і санітарно-освітня робота серед населення. Індивідуальну профілактику проводить середній медичний персонал у шкірно-венеричних диспансерах, стаціонарах і профілактичних пунктах.
Для лікування сифілісу використовують антибіотики (пеніцилін, еритроміцин, тетрациклін тощо) і препарати вісмуту (бійохінол, бісмоверол, пентабісмол), відповідно до розроблених інструкцій.
Інші види трепонем. Крім T. pallidum, є й інші трепонеми, які викликають подібні до сифілісу захворювання. Вони поширені переважно у країнах із жарким і тропічним кліматом та мають загальну назву трепонематози. Одну з таких хвороб - фрамбезію - викликає T. pertenue(рис. 16.7). Збудник часто передається через різні предмети домашнього вжитку, при контакті з хворим, який має висипи на шкірі. Часто виникають сімейні спалахи, особливо в сільській місцевості. Хворіють переважно діти. Методи лабораторної діагностики, профілактики і лікування такі ж, як і при сифілісі.
Інше захворювання - пінту - викликає T. carateum, яка за своєю морфологією і біологічними ознаками подібна до збудників сифілісу і фрамбезії. Захворювання має хронічний перебіг. На місці вхідних воріт інфекції виникає коричнева папула, навколо якої з’являється багато елементів висипу. Процес часто генералізується, супроводжується випадінням волосся, гіперкератозом долонь і підошв. Діагностику хвороби проводять за допомогою мікроскопії і серологічних досліджень.
Збудник беджелю T. bejel має такі ж морфологічні й культуральні властивості, як і в попередніх трепонем. Захворювання передається побутовим шляхом, має декілька стадій і супроводжується висипом на шкірі й слизових оболонках, ураженням кісток і суглобів. Методи лабораторної діагностики такі ж, як і при сифілісі. Лікують усі трепонематози пеніциліном, тетрацикліном та іншими антибіотиками.
Рід Treponema включає ще ряд сапрофітних видів, основним біотопом яких є порожнина рота(рис. 16.8). Вони легко культивуються в анаеробних умовах на штучних сироваткових середовищах. Один із них, T. vincentii, в асоціації з фузобактеріями може викликати некротичну ангіну(рис. 16.9).Збудники поворотних тифів і бореліозів
Розрізняють епідемічний поворотний (вошивий) і ендемічний поворотний (кліщовий) тифи. Збудником першого з них є відкрита в 1868 р. О. Обермейєром Borrelia recurrentis. Кліщовий поворотний тиф спричиняється близько 20 різновидами борелій, розповсюджених у певних географічних регіонах, де вегетують відповідні види кліщів. У нашій країні захворювання викликають переважно B. caucasica i B. lathyshewi.
Морфологія і фізіологія. B. recurrentis - тонкі спіралеподібні мікроорганізми завдовжки 20-40 мкм і завширшки 0,3-0,6 мкм, мають від 3 до 8 великих нерівномірних завитків, кінці їх трохи загострені(рис. 16.10). За Грамом забарвлюються в червоний колір (рис. 16.11), за Романовським-Гімзою - в синьо-фіолетовий. Спірохети поворотного тифу мають енергійну і різноманітну рухливість. Морфологічно борелії вошивого і кліщового поворотного тифу не відрізняються між собою(рис. 16.12).
Борелії культивують в анаеробних умовах на рідких живильних середовищах, до яких додають сироватку і шматочки тканин або органів. Ріст виявляють через 3-6 днів при виготовленні висячої краплі й мікроскопії в темному полі. Можливе успішне культивування борелій і в курячому ембріоні. Розмножуються вони шляхом поперечного поділу.
Антигени. Поверхневі антигени борелій легко змінюються з кожним наступним гарячковим приступом, але серологічні їх варіанти в лабораторії не визначають.
Екзотоксинів борелії не виділяють, містять ендотоксини, які зумовлюють ураження центральної нервової системи, гарячку, явища інтоксикації організму.
Екологія. На епідемічний поворотний тиф хворіють тільки люди - єдине джерело інфекції в природі. Г.М. Мінх та І.І. Мечников дослідами на собі довели, що збудник захворювання циркулює в крові у хворих людей. Борелії передаються від хворої людини через одежних вошей, які насмоктавшись крові, здатні потім заражати людей протягом усього життя, але своєму потомству збудників не передають.
У навколишньому середовищі борелії не зберігаються. Вони швидко гинуть при кімнатній температурі, при нагріванні до 45 °С - через 30 хв, добре переносять заморожування. Дуже чутливі до дії антибіотиків і всіх дезинфікуючих розчинів.
Захворювання людини. Інфікування людини відбувається при роздавленні заражених вошей(рис. 16.13) під час чухання і втиранні їх гемолімфи разом із бореліями в ранки від укусів або розчіси шкіри(рис. 16.14). Далі збудник проникає у клітини лімфоїдно-макрофагальної системи, розмножується і потрапляє у кров, зумовлюючи бактеріємію і токсинемію. Це співпадає з появою гарячки й інших симптомів хвороби. Завдяки фагоцитозу і дії антитіл значна маса борелій гине, що призводить до закінчення приступу гарячки. Деяка частина збудників, які збереглися у ЦНС, селезінці, продовжують розмножуватись, одночасно змінюючи свої антигенні властивості. Такі борелії спричиняють новий приступ лихоманки. На них знову виробляються антитіла. Після 4-5 приступів у крові нагромаджуються антитіла проти всіх антигенних варіантів борелій і настає видужання. Захворювання характеризується високою температурою, нудотою, блюванням, збільшеннями печінки, селезінки, ураженням нервової і кровоносної систем. Тепер поворотний вошивий тиф на Україні не зустрічається.
Імунітет. Постінфекційний імунітет нестійкий і недовготривалий. Утворені антитіла зберігаються протягом короткого часу. Можливі випадки повторних захворювань.
Лабораторна діагностика. Основою мікробіологічної діагностики поворотного тифу є бактеріоскопічне і серологічне дослідження. Для цього під час температурного приступу виготовляють товсту краплю і мазок крові, забарвлюють за Романовським-Гімзою (або фуксином) і мікроскопують. Краплю крові можна досліджувати і в темному полі, спостерігаючи характерний рух спірохет. Для серологічної діагностики інколи ставлять реакцію лізису і РЗК. Із метою диференціації епідемічного й ендемічного поворотного тифу кров’ю хворого заражають гвінейську свинку. Борелії епідемічного поворотного тифу захворювання тварин не викликають.
Профілактика і лікування. Основну увагу приділяють ранньому виявленню й ізоляції хворих, проведенню в осередку дезинфекції і дезинсекції, боротьбі з педикульозом. Специфічна профілактика не проводиться, вакцин немає. Для лікування захворювання використовують пеніцилін, левоміцетин, тетрациклін, новарсенол.
Збудники ендемічного поворотного тифу - B. sogdiana, B. caucasica, B. lathyshewi тощо - подібні до збудника епідемічного тифу за морфологічними, тинкторіальними і культуральними властивостями, резистентністю до дії факторів зовнішнього середовища, але різні за антигенною структурою.
Резервуаром борелій у природі є різні види гризунів, а також паразитуючі на них кліщі, які зберігають збудник усе життя і можуть передавати потомству. Людина заражається через укуси кліщів. Захворювання подібне до вошивого тифу. Лабораторна діагностика зводиться до мікроскопії товстої краплі й мазків крові, а також до постановки біологічної проби на гвінейських свинках. У тварин через 5-7 днів виникає захворювання і збудник легко виявляється у крові при мікроскопії.
Профілактика кліщового поворотного тифу полягає в боротьбі з гризунами, кліщами, захисті людей від їх укусів. Лікування проводять антибіотиками.
У 1982 р. в Америці описана хвороба Лайма (системний кліщовий бореліоз), яку викликає B. burgdorferi, що має 7 завитків і довжину до 30 мкм, грамнегативна, подібна до борелій вошивого і кліщового поворотного тифу. Хвороба передається через укуси кліщів, які паразитують на диких і домашніх тваринах, має вогнищевий характер. Крім США, хвороба зустрічається в багатьох країнах Європи, Африки, Азії. Для неї характерні гарячка, озноб, біль у спині, кістках, різноманітні висипи на шкірі. Лабораторна діагностика, профілактика і лікування такі ж, як і при кліщовому поворотному тифі.Збудник лептоспірозу (Leptospira interrogans)
Лептоспіроз - гостра природно-вогнищева зоонозна інфекція, яку викликає L. interrogans.
Морфологія і фізіологія. Лептоспіри - довгі, тонкі, спіралеподібні мікроорганізми довжиною 10-20 мкм, шириною 0,1-0,25 мкм, з 12-18 дрібними завитками(рис. 16.15). Кінці їх загнуті у вигляді крючків і стовщені. На фіксованих препаратах виявляють вторинні завитки, які надають їм вигляд, що нагадує латинські літери S або С. Окремі штами не мають крючків(рис. 16.16). Лептоспіри погано забарвлюються аніліновими барвниками, грамнегативні, за Романовським-Гімзою фарбуються у блідо-рожевий колір. Частіше їх вивчають у живому стані в темному полі (рис. 16.17). Вони надзвичайно рухливі, роблять обертальні й поступальні рухи.
Збудник лептоспірозу - облігатний аероб, краще культивується при температурі 28-30 °С на рідких і напіврідких живильних середовищах, які містять 10 % кролячої сироватки. Лептоспіри ростуть повільно і не каламутять бульйон. Їх виявляють на 7-10 день за допомогою дослідження краплі середовища в темному полі.
Антигенна структура. L. interrogans - єдиний вид лептоспір, патогенний для людини. За білковими і ліпоїдними антигенами розрізняють 19 серогруп і 180 сероварів, які визначають у реакції аглютинації з відповідними сироватками. У нашій країні виявили всього 20 сероварів.
Екзотоксину лептоспіри не продукують, мають ендотоксин, який зумовлює інтоксикацію організму.
Екологія. Лептоспіри широко поширені в природі. Поряд із патогенними, існує багато морфологічно подібних сапрофітних видів, які зустрічаються в землі, воді й інших об’єктах зовнішнього середовища. L. interrogans викликає захворювання не тільки в людей, а й у багатьох видів гризунів, домашніх і диких тварин, птахів. У гризунів (водяні пацюки, ондатри, миші, хом’яки) захворювання має хронічний перебіг, часто формується лептоспіроносійство, при якому збудник виділяється в навколишнє середовище із сечею. Із лабораторних тварин найбільш чутливі гвінейські свинки. Зараження людини в природних вогнищах найчастіше відбувається через воду, інфіковану лептоспірами, а також при догляді за хворими тваринами.
У різних об’єктах навколишнього середовища лептоспіри зберігаються досить довго: у грунті та воді - 15-20 днів, у таких харчових продуктах, як молоко, масло, хліб - декілька днів. При кип’ятінні, дії дезинфікуючих розчинів вони швидко гинуть.
Захворювання людини. Зараження відбувається через пошкоджену шкіру і слизові оболонки. Інкубаційний період триває 7-14 днів. Хвороба починається гостро, з ознобом, швидким підвищенням температури тіла до 39-40 °C. У хворих розвивається загальна слабість, головний біль, інтенсивний біль у м’язах, особливо литкових. На місці вхідних воріт ніяких змін не виникає. Із током лімфи лептоспіри проникають у загальний кровоток і поширюються по всьому організму, уражаючи паренхіматозні органи, особливо печінку. В тяжких випадках розвиваються жовтяниця(рис. 16.18)(рис. 16.19) і жирове переродження цього органа. Можуть також уражатися нирки, тоді лептоспіри довго виділяються із сечею. Перебіг патологічного процесу часто має хвилеподібний характер.
Імунітет. Після перенесеного захворювання в організмі утворюється висока концентрація антитіл, які обумовлюють стійкий, часто довготривалий, імунітет. Але він має типоспецифічний характер, у зв’язку з чим можливі випадки повторних захворювань, викликаних іншими сероварами лептоспір.
Лабораторна діагностика. Від хворого беруть кров, ліквор, сечу. Проводять пряму бактеріоскопію краплі досліджуваного матеріалу в темному полі зору. Метод простий, зручний, дає змогу швидко і в ранні строки встановити діагноз. Але лептоспіри не завжди можна виявити при мікроскопії.
Більш достовірним методом є бактеріологічне дослідження. У перші дні хвороби 5-8 мл крові висівають по 1 мл у декілька пробірок із рідким середовищем, яке містить сироватку кроля, і вирощують при 28 °С 7-10 днів, виявляючи лептоспір у темному полі. Культуру із сечі можна отримати таким самим способом, починаючи з другого тижня хвороби.
Раннім методом лабораторної діагностики лептоспірозу є біологічна проба. Кільком молодим гвінейським свинкам вводять внутрішньоочеревинно по 3-5 мл крові хворого. Через 2-3 дні досліджують ексудат черевної порожнини в темному полі.
У практичних лабораторіях найчастіше проводять серологічну діагностику. Ставлять реакцію мікроаглютинації(рис. 16.20) і лізису із сироваткою хворого і живими еталонними штамами лептоспір різних серогруп і через дві години проводять облік реакції в темному полі. Спочатку спостерігають склеювання лептоспір у вигляді “павучків”, а потім настає їх лізис. Як правило, титри реакції на 15-30 день від початку хвороби досягають 1:10000-1:30000 і вище. Наростання титру в динаміці навіть у невисоких розведеннях (1:20-1:100) є абсолютним доказом захворювання.
Профілактика і лікування. З метою попередження забруднення водойм у природних вогнищах лептоспірозу проводять суворий санітарно-епідеміологічний контроль. Важливе значення мають заходи з боротьби з гризунами, виявлення хворих тварин, їх ізоляція й лікування, осушення боліт, заборона купання в забруднених водоймах, проведення санітарно-освітньої роботи серед населення, захист харчових продуктів від гризунів тощо. Людей, які працюють у вогнищах інфекції, імунізують вбитою лептоспірозною вакциною.
Лікування проводять пеніциліном, тетрацикліном та іншими антибіотиками. При необхідності використовують протилептоспірозний імуноглобулін, який містить антитіла проти найбільш поширених сероварів лептоспір.Питання для самоконтролю
1. Загальна характеристика патогенних спірохет. Захворювання, які вони викликають у людини.
2. Особливості морфології та біологічні властивості T. pallidum.
3. Методи лабораторної діагностики сифілісу.
4. Основні морфологічні та біологічні властивості збудників поворотних тифів, бореліозів, лептоспірозу. Джерела інфекції, механізм зараження і передачі сифілісу, поворотних тифів, лептоспірозу.
5. Методи лабораторної діагностики захворювань, що викликаються бореліями і лептоспірами.Ситуаційні задачі
1. Хворий звернувся до лікаря із скаргою на появу малоболючої виразки діаметром до 1 см із щільною основою на статевому члені. Вважає себе хворим 2 тижні. При мікроскопії виділень з виразки в темному полі зору знайдено рухомі спіралеподібні бактерії з 8-14 приблизно одинаковими завитками.
А. Які мікроорганізми найбільш вірогідно спостерігали при дослідженні препарату?
Б. Які методи діагностики можна запропонувати для встановлення діагнозу?
2. До інфекційного відділення звернувся хворий М., 28 років із скаргами на озноб, високу температуру до 40 °С, загальну слабість, головний біль, біль у литкових м’язах. Вважає себе хворим 5 днів. При огляді відмічено збільшену печінку, болючість при пальпації м’язів гомілки і стегна. Лікар запідозрив лептоспіроз.
А. Які методи діагностики можна запропонувати?
Б. Який матеріал слід при цьому взяти?Відповіді
1. А - T. pallidum;
Б - серологічні методи: РЗК, осадові реакції Кана, Закс-Вітебського.
2. А - бактеріологічний та серологічний.
Б - для виділення культури лептоспір використовують кров, сечу, спинномозкову рідину. У сироватці крові хворого за допомогою реакції аглютинації-лізису шукають антитіла проти лептоспір.