Микобактерии туберкулеза устойчивость

Микобактерии: устойчивость к внешним неблагоприятным факторам

В ходе эволюции микобактерии туберкулеза выработали различные механизмы преодоления или инактивации неблагоприятных факторов внешней среды. Во-первых, это мощная клеточная стенка. Во-вторых, это обширные метаболические возможности. Они способны инактивировать многие клеточные токсины и вещества (различные перекиси, альдегиды и другие), разрушающие клеточную оболочку. В-третьих, это морфологическая пластичность, заключающаяся в трансформации микобактерий (образование L-форм , дормантных клеток ). По своей устойчивости, после спорообразующих бактерий, они занимают лидирующее место в царстве прокариот.

Возбудитель сохраняет свою жизнеспособность в сухом состоянии до 3 лет. При нагревании микобактерии туберкулеза могут выдерживать температуру существенно выше 80*С. На сегодняшний день считают, что микобактерии туберкулеза, находящиеся в мокроте, остаются жизнеспособными при открытом кипячении последней в пределах 5 мин.

Микобактерии туберкулеза устойчивы к органическим и неорганическим кислотам, щелочам, многим окислителям, а также к ряду антисептических и дегидратирующих веществ, оказывающих губительное действие на другие патогенные микроорганизмы. Микобактерии проявляют устойчивость к воздействию спиртов и ацетона.

Отмечено, что средства на основе четвертичного аммония не проявляют противотуберкулезной активности В определенных условиях концентрации радикалов хлора и кислорода до 0,5% также не оказывают губительного действия на микобактерии туберкулеза. Это подразумевает невозможность использования подобных средств для стерилизации мокроты и других инфицированных биологических материалов ( табл. 5-1 ).

Микобактерии туберкулеза нечувствительны к рассеянному солнечному свету и могут более года существовать во внешней среде без потери жизнеспособности. Коротковолновое ультрафиолетовое изучение оказывает универсальное бактерицидное действие на все микроорганизмы. Однако в реальных условиях, когда микобактерии туберкулеза находятся во взвешенном состоянии в виде клеточных агломератов с пылевыми частицами, их устойчивость к ультрафиолетовому излучению возрастает.

Высокая выживаемость микобактерий туберкулеза способствует чрезвычайно широкому распространению этой инфекции среди населения независимо от климатических условий. Однако не только это способствует глобализации проблемы — микобактерии туберкулеза могут длительно персистировать в организме человека и реактивироваться через неограниченные промежутки времени.

Локализация микобактерии туберкулеза внутри макрофагов обеспечивает достаточную субстратную стабильность, учитывая «долгожительство» мононуклеарных фагоцитов и длительность репликации микобактерий, а также изоляцию от эффекторов гуморального иммунитета. В то же время возбудитель выбирает биотоп, который из-за потенциальной опасности неприемлем для большинства микроорганизмов. Этот симбиоз обеспечивается целым рядом приспособительных механизмов микобактерий.

Процесс поражения макрофага и паразитирования в нем выглядит следующим образом: проникновение микобактерий в макрофаг без его активации; подавление образования фаголизосом или трансформация их в зону, комфортную для бактерий; прорыв из фагосом в цитоплазму с инактивацией антимикробных факторов; вмешательство в жизнедеятельность клетки; ослабление чувствительности макрофагов к активирующим сигналам Т-лимфоцитов ; снижение антигенпредставляющей функции макрофагов и сопряженное с этим ослабление реакций цитотоксических Т-лимфоцитов, настроенных на уничтожение зараженных клеток.

Безусловно, в обеспечении этого важную роль играют особенности клеточной стенки, а также метаболические и функциональные возможности. При первом контакте с микобактериями иммунные системы макроорганизма не способны подключить гуморальный иммунитет , быстро обезвредить и элиминировать клетку из организма, так как подвижные алифатические цепи микобактериальной стенки не дают возможности провести оценку поверхностных структур возбудителя и передать соответствующую информацию для синтеза необходимого набора антител.

Высокая гидрофобность микобактерий обеспечивает неспецифические, т.е. независимые от рецепторов, контакты с макрофагами. Образуя вокруг клетки микобактерии фагосому, макрофаг помещает ее внутри себя. Поверхностные микозидные и липоарабиноманнановые комплексы могут распознаваться рецепторами, однако запускаемые через них сигналы не активируют или слабо активируют макрофаги. Вследствие этого фагоцитоз не сопровождается выделением свободнорадикальных форм кислорода и азота. Считают, что в большей степени это характерно для вирулентных штаммов М. tuberculosis , которые благодаря структурным особенностям липоарабиноманнана , инициируют «неагрессивный» фагоцитоз. В распознавании М. tuberculosis принимают участие и другие рецепторы макрофагов, в частности CD14 и рецепторы СЗ-компонента комплемента ( CR1 , CR3 , CR4 ).

Проникнув внутрь макрофага, микобактерия включает ряд механизмов, препятствующих образованию фаголизосомы: продуцирование аммония, который защелачивает среду внутри фагосомы, синтез сульфолипидов, ведущий к формированию отрицательного заряда на поверхности фагосомы, что препятствует слиянию фагосомы и лизосомы.

Если все же фаголизосома образовалась, микобактерия благодаря мощной восковой оболочке способна погасить свободнорадикальные реакции, вызываемые бактерицидными веществами фагоцитов. Аммоний защелачивает среду, блокируя активность лизосомальных ферментов, а сульфолипиды нейтрализуют мембранотропные катионные белки. Кроме того, микобактерии туберкулеза продуцируют высокоактивные ферменты с каталазной и пероксидазной активностью, которые конкурируют с пероксидазными системами макрофагов, и одновременно инактивируют гидропероксиды лизосом. Все это повышает устойчивость микобактерий к оксидантному стрессу.

Дальнейшая адаптация микобактерий состоит в использовании железосодержащих соединении макрофагов для своих ферментных систем и блокирования иммуноспецифических функций макрофагов. Макрофаги являются одним из главных резервуаров железа , избыток которого накапливается в виде ферритина. Содержание железа в альвеолярных макрофагах в 100 раз выше, чем в моноцитах крови, что, безусловно, содействует их колонизации микобактериями туберкулеза.

Токсическое действие на макрофаги микобактерии осуществляют посредством эндотоксинов и неспецифических факторов. И те, и другие поражают в первую очередь дыхательную систему макрофагов — митохондрии . К эндотоксинам относят миколовые арабинолипиды, которые угнетают дыхание митохондрий. К неспецифическим токсинам относят продукты синтеза липидной части клетки микобактерии — фтиеновые и фтионовые кислоты , которые вызывают разобщение окислительного фосфорилирования. Усиление метаболических процессов в этих условиях не сопровождается должным синтезом АТФ. Клетки хозяина начинают испытывать энергетический голод, что приводит к угнетению их жизнедеятельности, а в дальнейшем к цитолизу и апоптозу.

Не исключено, что некоторые факторы патогенности образуются только внутри зараженных клеток, как это происходит у других бактерий, предпочитающих внутриклеточный образ жизни. Например, сальмонеллы , паразитируя внутри макрофагов, дополнительно экспрессируют более 30 генов. Несмотря на полное описание генома микобактерии туберкулеза, 30% кодонов имеют отношение к белкам с неизвестными свойствами.

Микобактерии туберкулеза устойчивость

ЛЕКАРСТВЕННАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ МИКОБАКТЕРИЙ ТУБЕРКУЛЕЗА -АКТУАЛЬНАЯ ПРОБЛЕМА ФТИЗИАТРИИ (обзор литературы)

Лекарственная устойчивость — это природная или приобретенная способность возбудителя заболевания сохранять жизнедеятельность при воздействии на него лекарственных средств. Она определяется как снижение чувствительности до такой степени, что данный штамм микроорганизмов способен размножаться при воздействии на него препарата в критической или в более высокой концентрации. Развитие у микроорганизмов устойчивости к используемым для борьбы с ними препаратам является одним из проявлений фундаментального биологического свойства всех живых организмов — приспособляемости к изменениям условий внешней среды. Согласно определению ВОЗ и Международного союза борьбы с туберкулезом и заболеваниями легких (МСБТЗЛ), выделяют два вида лекарственной устойчивости: первичную и вторичную, или приобретенную. Первичная лекарственная устойчивость (ПЛУ) наблюдается у больных, которые никогда ранее не получали противотуберкулезных препаратов более 1 мес. Эти больные первоначально инфицируются лекарственно-устойчивым штаммом микобактерий туберкулеза (МБТ). Вторичная, или приобретенная, лекарственная устойчивость (ВЛУ) к противотуберкулезным препаратам развивается во время лечения в результате неправильного ведения больного или невыполнения больным врачебных рекомендаций и прерывания лечения.

Издание: Проблемы туберкулеза и болезней легких
Год издания: 2005
Объем: 7с.
Дополнительная информация: 2005.-N 7.-С.3-9
Просмотров: 1097

Микобактерии туберкулеза – все, что нужно знать о палочке Коха

Микобактерии туберкулеза в медицине известны еще и как палочка Коха. Это патогенные микроорганизмы. Бактерия отличается крупными размерами и имеет продолговатую форму, у нее плотная внешняя оболочка. В переводе с греческого языка «мико-» означает «гриб», что указывает на сходство палочки Коха с мицелием. Эти микроорганизмы очень живучие.

Виды микобактерий туберкулеза

Все микроорганизмы данной группы можно дифференцировать на опасные для человека и условно-патогенные. К тому же бактерия, которая возбудителем туберкулеза является, может классифицироваться и по другим критериям. Дифференциацию проводят по следующим признакам:

  • скорость роста;
  • оптимальная температура развития;
  • способность бациллы к пигментации.

Все микобактерии туберкулеза объедены в одну большую группу, получившую название М. tuberculosis. Ее представителями являются:

  • М. africanum;
  • М. microti;
  • М. canettii;
  • М. bovis BCG;
  • М. саргае;
  • М. pinnipedii и так далее.

Остальные бактерии причисляют к нетуберкулезной группе. Сюда относят такие микроорганизмы:

  • М. intracellulare;
  • М. terrae;
  • М. scrofulaceum;
  • М. chelonae;
  • M. fortuitum;
  • М. leprae и так далее.

Микобактерии провоцируют развитие туберкулеза. Это опасно. Выделяют следующие группы микобактерий туберкулеза:

  1. Фотохромогенные – представители этого вида в темноте бесцветны, но при попадании на свет приобретают ярко-оранжевый окрас. Благоприятная температура развития бациллы составляет 32°С.
  2. Скотохромогенные – эти микроорганизмы образуются в темноте, ведь само их название scotos с греческого языка переводится «темнота». Скорость роста варьируется от 30 до 60 дней. При попадании такой бациллы в детский или истощенный взрослый организм происходит поражение лимфатической системы.
  3. Нефотохромогенные – представители этой группы практически бесцветны, но при попадании на свет приобретают бледновато-желтый окрас. Продолжительность развития – 2-4 недели.
  4. Быстрорастущие – представители этой группы могут быть бесцветными и пигментными. Их развитие происходит стремительными темпами. От момента образования до фазы окончательно сформировавшегося микроорганизма проходит от 7 до 10 дней.
Другие публикации:  Сумамед или аугментин при ангине

Анализ на микобактерии туберкулеза

Для выявления данного недуга могут использоваться различные методы диагностики. Назначаются аппаратные процедуры и применяются лабораторные тесты. К первым относят такие методы диагностики:

  • флюорография – позволяет за считанные минуты получить результат;
  • рентген – снимки выполняют в прямой и боковой проекции;
  • компьютерная томография – самый объективный способ (он дает максимально точный результат).

К лабораторным методам диагностики относятся:

  • анализ мокроты на микобактерии туберкулеза;
  • метод цепной полимеразной реакции;
  • общий анализ крови и мочи;
  • микроскопия мазка;
  • иммуноферментный анализ, позволяющий выявить антитела к микобактериям туберкулеза;
  • биопсия тканей.

Анализ крови на микобактерии туберкулеза

Эта проба подразумевает выявление иммунной и ферментативной реакций. Во время первой задействованы антигены – молекулы, несущие информацию о конкретной клетке. Если иммунная система не распознает секретный «код», она сигнализирует о «тревоге». Антитело связывается с «чужим» антигеном и разрушает его связь с клеткой. Ферментативная реакция протекает, когда одно вещество трансформируется в другое.

Благодаря таким сложных биохимическим процессам, которые протекают в клетках организма, производится определение антител к микобактериям туберкулеза. Этот анализ проводится натощак. К тому же за несколько дней до его выполнения пациенту следует отказаться от жареных блюд и жирной пищи. Забор биологической жидкости выполняется вакуумной системой.

У здорового человека в крови антител, которые принадлежат к группам G и M, не будет. Обнаружение данных веществ свидетельствует о наличии инфекции в легких. Однако однократное выявление этих антител не предоставляет возможность поставить безошибочный диагноз. Для подтверждения пациенту может быть прописана микроскопия мазков и флюорография либо рентген.

Исследование мокроты на микобактерии туберкулеза

Для выполнения такого анализа используется стерильная емкость. Непосредственно перед тем как будет выполняться сбор мокроты на микобактерии туберкулеза, пациент должен почистить зубы. Если этого не сделать, результаты будут искажены обитающими в ротовой полости вредоносными микроорганизмами. Мокрота на микобактерии туберкулеза собирается лучше в утренние часы – после ночного сна. Ее сплевывают в стерильную емкость, которую сразу же следует закрыть.

Хранить секрет необходимо в темном и прохладном месте. Оптимальное время от момента сбора мокроты до исследования – 2 часа. Проводится оно следующими методами:

Первый метод предусматриваем использование микроскопа. При втором способе исследование выполняется так:

  1. Мокрота разбавляется специальным «реактивом».
  2. Пробирку отправляют в агрегат, который создает особые условия для выращивания бактерий.
  3. Появившийся углекислый газ соединяется с красителем.
  4. По уровню флюоресценции судят о типе микроорганизмов в исследуемом образце.

Свойства микобактерий туберкулеза

Особенности этих вредоносных микроорганизмов определяются их химическим составом. Палочка Коха на 80% состоит из воды и на 3% из золы. В сухом остатке содержится до 40% протеинов и столько же полисахаридов. Атипичные микобактерии туберкулеза (равно как и другие микроорганизмы данной группы) отличаются высокой токсичностью. Она присуща как живой, так и убитой палочке Коха.

Микобактерии туберкулеза – устойчивость во внешней среде

Полочка Коха отличается своей «живучестью» от других бацилл. Микобактерии туберкулеза имеют устойчивость к следующей среде:

В воде палочка Коха сохраняет свои вредоносные действия до 150 дней. В молочной продукции эти бациллы живут до 10 месяцев. Зная, при какой температуре погибает микобактерия туберкулеза, можно предупредить ее размножение. Прямые солнечные лучи нейтрализуют палочку Коха за 4-5 часов. К тому же микроорганизмы гибнут за полчаса при температуре 85°С и более.

Лекарственная устойчивость микобактерий туберкулеза

Для выявления препаратов, которые противопоказаны при лечении, используется антибиограма. Выделяют такие причины устойчивости палочки Коха к лекарственным средствам:

  1. Биологическая – недостаточная дозировка препарата.
  2. По вине пациента – нерегулярно принимается лекарство, самостоятельно изменяется дозировка и так далее.
  3. Последствия болезни – вызывающий туберкулез возбудитель заболевания изменяет pH. Это препятствует действию препарата.

Современные дезинфектанты, действующие на микобактерию туберкулеза

При выборе средства для санитарной профилактики нужно учесть высокую устойчивость палочки Коха. Возбудитель туберкулеза погибает под воздействием таких дезинфектантов:

  • 5%-ного хлорамина;
  • 0,5%-ной хлорной извести;
  • кальцинированной соды.

Пути заражения микобактериями туберкулеза

Опасность для окружающих представляют больные, страдающие открытой формой недуга. Наиболее частый путь заражения микобактерией туберкулеза таков:

  • контактный;
  • воздушно-капельный;
  • внутриутробный;
  • алиментарный.

Микобактерии туберкулеза устойчивость

Микобактериями туберкулеза в ходе эволюционного развития были выработаны механизмы защиты от факторов внешней среды, такие как толстая клеточная стенка, богатые метаболические возможности, которые способны обезвреживать многие клеточные токсины и вещества (альдегиды, перекиси), повреждающие клеточную стенку, также можно упомянуть способность к трансформации(переход в L-форму, образование доминантных клеток) [8].

Выделяют несколько классификаций лекарственной устойчивости микобактерии туберкулеза:

I. По чувствительности к противотуберкулезным препаратам [6, 8]

Истинная генетическая устойчивость – это видовой признак микроорганизмов, который связан с отсутствием точки приложения антибиотика с МБТ, ее недоступностью из-за плохой проницаемости клеточной стенки или разрушения ферментами.

МБТ обладают истинной генетической устойчивостью ко многим неспецифическим антимикробным препаратам, относящимся к семействам пенициллинов, β-лактамов, макролидов, карбапенемов, цефалоспоринов, тетрациклинов. Однако чувствительны к аминогликозидам (стрептомицин, канамицин, амикацин), полипептидам (капреомицин), рифампицинам (рифампицин, рифабутин) и фторхинолонам (ципрофлоксацин, ломефлоксацин, офлоксацин, левофлоксацин, моксифлоксацин, спарфлоксацин) [5].

Приобретенная лекарственная устойчивость МБТ проявляется в возможности размножаться при воздействии на них противотуберкулезных препаратов по средствам развития точечных мутаций [7] в хромосомах и формировании новых генов, контролирующих синтез новых белков-ферментов, разрушающих или инактивирующие конкретные противотуберкулезные препараты. Приобретенную лекарственную устойчивость подразделяют на первичную и вторичную. Первичная ЛУ определяется у больных, заразившихся лекарственно-устойчивыми МБТ. Эти пациенты ранее не принимали противотуберкулезные препараты [6]. Вторичная ЛУ развивается в процессе самого лечения больного туберкулезом. Устойчивость МБТ развивается через 3-6 месяцев с начала лечения [6].

II. По спонтанности возникновения мутаций (спонтанные и индуцированные)

В большой и активно размножающейся микобактериальной популяции всегда имеется небольшое количество лекарственно-устойчивых спонтанных мутантов в соотношениях:

1 клетка-мутант на устойчивых к рифампицину;

1 клетка-мутант на устойчивых к изониазиду, этамбутолу, стрептомицину, канамицину, фторхинолонам;

1 клетка-мутант на устойчивых к пиразинамиду, этионамиду, капреомицину и циклосерину.

С учётом того что в каверне величина микобактериальной популяции составляет , там имеются мутанты ко всем противотуберкулезным препаратам; в очагах и осумкованных казеозных фокусах эта величина составляет . Спонтанные мутации устойчивы только к одному препарату (спонтанная или эндогенная ЛУ) [6].

При экзогенной (индуцированной) ЛУ происходит естественный отбор в пользу мутантов с естественной ЛУ к противотуберкулезным препаратам. В дальнейшем это приводит к изменению в геноме, что приводит к увеличению бактериальной популяции с лекарственно-устойчивыми микобактериями. Этому способствует проведение неадекватной химиотерапии, при этом пациенту назначается неправильный режим, несбалансированное сочетание и дозы противотуберкулезных лекарственных средств [6].

По эпидемиологической классификации ВОЗ (2008) МБТ могут быть:

— монорезистентными (МР) – к одному противотуберкулезному препарату;

— полирезистентными (ПР) – к двум и более противотуберкулезным препаратам, но не к сочетанию изониазида и рифампицина;

— множественно лекарственно-устойчивыми (МЛУ) – как минимум к сочетанию изониазида и рифампицина. Такие больные обладают высокой эпидемиологической опасностью вследствие высокой вирулентности и контагиозности, длительного периода бактериовыделения. К группам повышенного риска относятся ВИЧ-инфицированные больные и ранее неправильно лечившиеся пациенты с туберкулезом [4]. При анализе заболеваемости туберкулёзом среди ВИЧ-инфицированных г. Краснокамска была выявлена МЛУ у 60% больных с впервые выявленным туберкулезом [1].

— широко лекарственно-устойчивыми (ШЛУ) – как минимум к сочетанию изониазида, рифампицина, фторхинолонов и инъекционных препаратов (канамицина, амикацина, капреомицина). Так как ШЛУ проявляет ЛУ к препаратам I ряда, а противотуберкулезные препараты II ряда не обладают выраженным антибактериальным действием, то можно утверждать, что такие штаммы опасны для жизни пациентов [4].

Генетические основы резистентности ко многим антибиотикам изучены недостаточно хорошо. По имеющимся данным в приобретении лекарственно-устойчивого фенотипа МБТ плазмиды и траспозоны особой роли не играют. Причиной возникновения лекарственно-устойчивых штаммов являются точечные мутации [7] и небольшие инсерции/делеции в геноме микроорганизма [2, 3].

Выделяют следующие механизмы лекарственной устойчивости микобактерий туберкулёза [8]: инактивация антибиотика ферментами, (например, β-лактамазами); изменение мишени (в результате мутации соответствующего участка генома происходит модификация белковой структуры); избыточное образование мишени, которое приводит к нарушению соотношения агент-мишень, в результате чего высвобождаются белки, необходимые для жизнедеятельности бактерии; выведение лекарственного вещества из бактериальной клетки (эффлюкс) по средствам включения стрессорных механизмов защиты; уменьшение проницаемости клеточной стенки, вследствие чего антибиотик не может проникнуть внутрь бактерии; появление дополнительного (обходного) пути обмена веществ.

Помимо прямого воздействия на метаболизм микробных клеток многие антибактериальные препараты (бензилпенициллин. стрептомицин, рифампицин) и другие неблагоприятные факторы (биоциды иммунной системы) приводят к появлению изменённых форм микобактерий (протопласты, L-формы), а также переводят клетки в дормантное состояние: интенсивность обмена клетки снижается и бактерия становится невосприимчивой к действию антибиотика [8].

Другие публикации:  Вирусные гепатиты клиника диагностика лечение ющук

Выделяют основные противотуберкулезные препараты I ряда: рифампицин, изониазид, этамбутол, стрептомицин, пиразинамид. Препараты II ряда являются резервными и используются для лечения полирезистентного туберкулеза, к ним относятся: этионамид, циклосерин, канамицин, виомицин, амикацин и др. [3, 5]

Механизм рифампицина основан на взаимодействии с β-субъединицей РНК-полимеразы (ген rpoB), в результате чего происходит ингибирование инициации транскрипции. МБТ устойчивы к рифампицину благодаря мутации в фрагменте β-субъединицы (27 кодонов – 507-533) этого фермента (более 95%штаммов). При мутации в кодонах 526 (36%) и 531 (43%) [3, 10] обнаруживают высокий уровень резистентности к антибиотику, в то время как, в кодонах 511, 516, 518 и 522 – низкий. У 4%штаммов механизм резистентности неизвестен, так как они не несут мутаций в данном гене [3, 6].

Изониазид является пролекарством. Молекула препарата активируется внутри микробной клетки под действием фермента каталазы-пероксидазы (ген katG). Мутации в гене katG (в положении 315) приводят к снижению активности фермента примерно на 50%. Также ферменты, участвующие в метаболизме миколевой кислоты (основной компонент клеточной стенки МБТ), являются мишенями для активированного изониазида: ацетилированный белок-носитель (ген acpM), синтетаза (ген kasA) и редуктаза (ген inhA) белка-носителя. Мутации, возникшие в этих генах, вызывают устойчивость, связанную с гиперпродукцией мишеней. Уровень устойчивости при этом ниже, чем при мутации в гене katG [3, 10].

О механизмах действия пиразинамида известно мало. Он также является пролекарством. Пиразинамид по средствам пассивной диффузии проникает в бактериальную клетку, где под действием фермента пиразинамидазы переходит в активную форму – пиразиноевую кислоту (ген pncA), которая блокирует ферменты биосинтеза жирных кислот. 72% изолятов, устойчивых к пиразинамиду, имеют мутации в гене pncA. У пиразинамидустойчивых МБТ выявляют также отсутствие АТФ-зависимого транспорта этого препарата в клетку [3, 6].

Стрептомицин приводит к ингибированию синтеза белка, связываясь с 16S рРНК (rrs). Мутации, ассоциированные с устойчивостью к стрептомицину, идентифицированы в генах, кодирующих 16S РНК (rrs) и белок малой рибосомной субъединицы 12S (rpsL). Есть данные о мутации, которая ведет к повышению устойчивости МБТ к стрептомицину – эти штаммы плохо растут, пока в их питательную среду не добавить данный антибиотик (стрептомицинзависимые штаммы) [6].

Этамбутол осуществляет свое влияние через белок embB (арабинозилотрансфераза), принимающий участие в синтезе структурных элементов клеточной стенки МБТ. Устойчивость к этому препарату появляется вследствие точечной мутации в 306-м кодоне [10].

Этионамид (протионамид) также способствует появлению мутаций в гене inhA, поэтому резистентность к этионамиду иногда возникает вместе с резистентностью к изониазиду, так как эти препараты имеют общего предшественника – никотинамид. Этионамид является пролекарством и для его активирования необходим фермент, который в настоящее время еще не установлен [3, 6].

Канамицин (амикацин) вызывает мутации в 16S рРНК (1400 позиция) – замена аденина на гуанин [6].

Фторхинолоны вызывают мутации в генах gyrA и gyrB ДНК-гиразы. Вследствие этого нарушается процесс репликации ДНК [9].

Представленная информация призвана способствовать формированию целенаправленной деятельности для контроля лекарственной устойчивости в интересах совершенствования лечебно-профилактических мероприятий у больных туберкулезом.

Микобактерии туберкулеза устойчивость

Род: Mycobacterium
Вид:
M. bovis
M. avium

Туберкулез — инфекционная, хронически протекающая болезнь человека, животных, в том числе птиц. Патологоанатомически характеризуется образованием туберкул и творожисто-перерожденных туберкулезных очагов.

Восприимчивые животные

Крупный рогатый скот, овцы, козы, свиньи, лошади, кошки, собаки, олени, маралы, куры, индейки, цесарки, фазаны, павлины, голуби, утки и др.

Микобактерии туберкулеза устойчивость

Устойчивость возбудителя туберкулеза к препаратам, используемым для лечения, и особенно множественная лекарственная устойчивость (МЛУ), во многих странах стала серьезной проблемой общественного здравоохранения, препятствующей эффективной борьбе с туберкулезом [3; 4].

По оценкам Всемирной организации здравоохранения в 2012г около 3,7% впервые выявленных больных туберкулезом выделяли штаммы микобактерий с множественной лекарственной устойчивостью. Среди ранее получавших лечение больных уровни МЛУ гораздо более высокие – около 20%. В 2011 г. среди всех случаев заболевания туберкулезом было от 220 000 до 400 000 случаев заболевания туберкулезом с МЛУ. Около 60% этих случаев приходилось на страны БРИКС (Бразилию, Российскую Федерацию, Индию, Китай и Южно-Африканскую Республику) [9].

На территории Сибири и Дальнего Востока наблюдался самый высокий уровень регистрируемого числа случаев туберкулеза с множественной лекарственной устойчивостью среди впервые выявленных больных [6; 8].

Уровень первичной лекарственной устойчивости характеризует часть микобактериальной популяции, циркулирующей на территории, и этот показатель чрезвычайно важен для оценки степени напряженности эпидемической ситуации [2; 7].

Лекарственная устойчивость имеет не только клиническое значение, связанное с увеличением продолжительности лечения дорогостоящими препаратами, вызывающими серьезные побочные реакции, но и крайне важное эпидемиологическое значение. Доказано, что эпидемические очаги туберкулеза, сформированные бактериовыделителями устойчивых к противотуберкулезным препаратам микобактерий, представляют собой территории особого риска заболевания контактных лиц. Недостаточная эффективность химиопрофилактики в очагах туберкулеза с МЛУ способствует формированию очаговости с высоким уровнем заболеваемости контактных лиц [5].

В системе эпидемиологического надзора за туберкулезной инфекцией изучение характеристик циркулирующих штаммов микобактерий туберкулеза (МБТ) позволяет адекватно воздействовать на составляющие эпидемического процесса [1].

Цель исследования: качественная характеристика циркулирующих на территории Омской области штаммов M. tuberculosis, а также краткосрочное прогнозирование заболеваемости населения туберкулезом с множественной лекарственной устойчивостью.

Материалы и методы

В основу ретроспективного эпидемиологического исследования положены наблюдения за эпидемическим процессом туберкулезной инфекции в Омской области за период 2004 – 2013 гг. Материалом для исследования послужили сведения форм федерального статистического наблюдения №2 «Сведения об инфекционных и паразитарных заболеваниях» и №33 «Сведения о больных туберкулезом», а также данные бактериограмм впервые выявленных больных туберкулезом. Выравнивание динамических рядов показателей осуществлялось по методу наименьших квадратов. Уровень и структура заболеваемости и ее исходов оценивались по интенсивным (инцидентности, превалентности) и экстенсивным показателям (показателей доли).

Характеристика частоты, структуры и спектра лекарственной устойчивости МБТ получена в ходе поперечного эпидемиологического исследования, объектами которого послужили впервые выявленные больные туберкулезом органов дыхания, находившиеся под диспансерным наблюдением в КУЗОО «Туберкулезная больница». Основную группу составили 122 больных туберкулезом, выявленных в период с января 2012 по декабрь 2013г. Для оценки динамики изменения характеристик лекарственной устойчивости подобрана контрольная группа – 89 больных, выявленных с января по декабрь 2008г. У всех больных, включенных в исследование, было установлено бактериовыделение М. tuberculosis бактериологическим методом (посев мокроты и определение лекарственной устойчивости методом абсолютных концентраций на плотной яичной питательной среде Левенштейна-Йенсена). Использовались следующие критические концентрации противотуберкулезных препаратов, которые содержались в питательной среде – стрептомицин (S) – 10 мкг/мл, изониазид (H)- 1 мкг/мл, рифампицин (R) – 40 мкг/мл, этамбутол -2 мкг/мл, офлоксацин (Of) — 2 мкг/мл, канамицин – 30 мкг/мл.

Оценка статистической значимости различий результатов исследования в сравниваемых группах была проведена с помощью критерия Пирсона χ2 (хи-квадрат). Критический уровень значимости (p) при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимался равным 0,05. Статистический анализ осуществлялся с использованием возможностей МS Excel, STATISTICA 7.0.

Результаты и обсуждение

На территории Омской области за исследуемый период наблюдалось некоторое улучшение ряда эпидемиологических показателей, характеризующих эпидемический процесс туберкулезной инфекции, что выражалось в наметившейся тенденции к снижению заболеваемости, распространенности и смертности населения от туберкулеза.

Вместе с тем сохранялся значительный уровень заболеваемости населения туберкулезом органов дыхания с бактериовыделением — 44,0 на 100 тысяч населения (95% ДИ 41,0÷46,9). Распространенность туберкулеза с множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ-ТБ) возросла с 20,7 (95% ДИ 18,7÷22,6) до 40,4 на 100 тысяч населения (95% ДИ 37,6÷43,2). Хотя за указанный период смертность населения от туберкулеза снизилась (с 25,8 до 11,4 на 100 тысяч населения, T сн.=-3,47%), в структуре смертности ежегодно увеличивался удельный вес умерших, страдавших туберкулезом с МЛУ – с 10,7% (N= 468; n=50; ДИ 2,2÷19,2) в 2004г до 51,5% в 2013г.(N=227; n=117; ДИ 42,4÷60,5) (p=0,000).

Динамика заболеваемости туберкулезом органов дыхания с множественной лекарственной устойчивостью имела умеренную тенденцию к росту (Тпр. = 2,7%). Заболеваемость МЛУ-ТБ возросла практически в 2 раза с 3,5 (95% ДИ 2,7÷4,3) до 7,6 на 100 тысяч населения (95% ДИ 6,3÷8,8), причем рост заболеваемости МЛУ-ТБ происходил на фоне умеренной тенденции (Тсн.=-1,43%) к снижению общей заболеваемости населения туберкулезом (рисунок).

Динамика заболеваемости туберкулезом населения Омской области и заболеваемости туберкулезом с множественной лекарственной устойчивостью возбудителя (на 100 тыс. населения), 2004-2013гг.

К концу наблюдаемого периода доля больных с первичной МЛУ среди обследованных больных составляла 22,0% (N=685; n=151; ДИ 15,4÷28,6), доля приобретенной в процессе лечения множественной лекарственной устойчивости в контингенте больных — бактериовыделителей – 49,6% (N=326; n=162; ДИ 41,9÷57,3).

Нами изучена качественная характеристика бактериовыделения в контингенте впервые выявленных больных туберкулезом органов дыхания. Как показали результаты исследования, в основной группе лекарственная устойчивость к одному и более противотуберкулезных препаратов была обнаружена у 52,5% (N=122; n=64; ДИ 40,3÷64,7) впервые выявленных больных туберкулезом. В структуре лекарственной устойчивости монорезистентными (устойчивыми к одному из ПТП) были 9,4% выделенных штаммов, множественная лекарственная устойчивость определена в 59,4% случаев, полирезистентыми (устойчивыми к комбинации различных ПТП, кроме одновременной к изониазиду и рифампицину) были 31,2% штаммов (таблица).

Другие публикации:  Гонорея хронической формы лечение

Структура первичной лекарственной устойчивости штаммов М. tuberculosis, выделенных у впервые выявленных больных туберкулезом органов дыхания

Микобактерии туберкулеза устойчивость


1 . Этиология и патогенез туберкулеза.

1.1. Характеристика микобактерии туберкулеза.

Микобактерии туберкулеза ( МБТ относятся к семейству бактерий — Micobacteriacae, порядку Actinomycetalis, роду Micobacterium.

Этимологически, «микобактерия» формируется из греческих слов ( myces — гриб) и ( bakterium , bactron — палочка, прутик). Компонент названия «гриб» происходит от тенденции этих микроорганизмов образовывать нитчатые и ветвящиеся формы, в организме или в культуре.

Иллюстрации. Характеристика микобактерии туберкулеза.

C позиций клинической медицины , Mycobacterium tuberculosis, открытая немецким ученым Робертом Кохом в 1882 году , является наиболее важным видом микобактерий туберкулеза , которые объединены в комплекс , включающий : M. tuberculosis ( МБТ ); M.bovis и ее вариант БЦЖ ( Бацилла Кальмета и Жерена ); M.africanum и M.microti. Эта группа микобактерий отличается выраженным генетическим сходством.

Микобактерия туберкулеза (МБТ) является главной причиной заболевания туберкулезом человека. M . bovis и M . africanum вызывают заболевание у человека, клинически не отличающееся от классического туберкулеза. M . microti считается не патогенной для человека, однако вызывает заболевание у мышей, напоминающее туберкулез. БЦЖ не является патогенной для человека.

Представленные в дальнейшем материалы о туберкулезе имеют отношение только к заболеванию, вызываемому M . tuberculosis (МБТ) – бактерия Коха (БК).

Микобактерии туберкулеза (МБТ) – факультативные внутриклеточные паразиты.

Естественный резервуар туберкулезной микобактерии – человек, домашние и дикие животные, птицы.

МБТ внешне представляют собой тонкие, изогнутые палочки, стойкие к кислотам, щелочам и высыханию. Наружная оболочка бактерии содержит сложные воска и гликолипиды

МБТ могут размножаться как в макрофагах, так и вне клеток.

МБТ размножаются относительно медленно. Размножение происходит в основном путем простого клеточного деления. На обогащенных средах, МБТ размножаются с периодом удвоения от 18 до 24 часов. Для роста в культуре микобактерий туберкулеза, полученных в клинических условиях, необходимо от 4 до 6 недель .

Генетическая структура МБТ установлена. С нуклеотидной последовательностью МБТ можно ознакомиться в международных банках данных. Нуклеотидная последовательность МБТ насчитывает 4,411,529 b . p .

Самостоятельным движением МБТ не обладают. Температурные границы роста находятся между 29° и 42° Цельсия (оптимальная — 37—38°). МБТ обладают устойчивостью к физическим и химическим агентам; они сохраняют жизнеспособность при очень низких температурах, а повышение до 80° могут выдерживать в течение 5 мин.

Во внешней среде микобактерия туберкулеза достаточно устойчива. В воде она может сохраняться до 150 дней. Высохшие микобактерии вызывают туберкулез у морских свинок через 1 —1,5 года, лиофилизированные и замороженные жиз неспособны до 30 лет.

При интенсивном облучении солнцем и при высокой температуре окружающей среды, жизнеспособность МТБ резко снижается; напротив, в темноте и сырости выживаемость их весьма значительна. Вне живого организма они остаются жизнесопособными в течение многих месяцев, в особенности в темных, сырых помещениях.

МБТ выявляются с помощью уникального свойства к окрашиванию (кислотоустойчивостью), отличающего от многих других возбудителей инфекции. Кислотоустойчивость проявляется в сохранении окраски, даже при обесцвечивании кислотами, щелочью, спиртом, что обусловлено высоким содержанием в миколевой кислоты и липидов в их наружной мембране.

Изменчивость морфологии МБТ. Морфология и размеры МБТ не постоянны, что зависит от возраста клеток и, особенно, от условий существования и состава питательной среды.

Корд-фактор . Липиды поверх­ностной стенки микобактерий определяют ее виру­лентность и способность к образованию в культуре скоплений бактерий в виде кос (корд-фактор).

О корд-факторе было отмечено еще Кохом в его начальном сообщении относительно МБТ. Первоначально корд-фактор связывали с вирулентностью МБТ. Способность формировать косы наблюдается, среди других микобактерий, имеющих низкую или вообще отсутствие вирулентности. Корд-фактор, как было установлено позже, связан с необычным биологическим веществом trehalose 6,6- dimycolate , которое обладает высокой вирулентностью, со смертельным исходом, при введении в организм экспериментальных животных. Однако роль этого вещества в патогенезе туберкулеза окончательно не установлена.

С липидной фракцией, внешней оболочки МБТ, связывают устой­чивость возбудителей туберкулеза к кислотам, щелочам и спир­там.

L-формы. Одним из важных видов изменчивости МБТ является формирование L-форм. L-формы характеризуются сниженным уровнем метаболизма, ослабленной вирулентностью. Оставаясь жизнеспособными, они могут длительное время оставаться в организме и индуцировать противотуберкулезный иммунитет.

L-формы отличаются выраженными функциональными и морфологическими изменениями. Обнаружено, что трансформация МБТ в L-формы усиливается при длительном влиянии антибактериальной терапии и других факторов, которые нарушают их рост и размножение, образование клеточной мембраны.

Установлено, что в мокроте «абациллярных» больных с деструктивными формами туберкулеза могут находиться L-формы МБТ, способные, при соответствующих условиях, реверсировать (модифицироваться) в палочковидный вариант, тем самым вызывая реактивацию туберкулезного процесса. Следовательно, абацилирование каверн таких больных еще не означает их стерилизацию в отношении МБТ.

МБТ по своей природе нечувствительны ко многим антибиотикам . Главная причина устойчивости закодирована в структуре генома туберкулезной палочки. Это свойство в первую очередь связано с тем, что высоко гидрофобная клеточная поверхность служит своего рода физическим барьером для терапевтических агентов и антибиотиков.

Вместе с тем, МБТ могут вырабатывать устойчивость (резистентность) против действия противотуберкулезных препаратов. Одновременная лекарственная устойчивость МБТ к нескольким препаратам последние годы значительно снижает эффективность его лечения.

Лабораторные исследования показали, что возникновение резистентности у M . Tuberculosis связано с нуклеотидными заменами (мутациями) в генах, кодирующих различные ферменты, которые непосредственно взаимодействуют с лекарственными средствами.

Например, мутации гена rpoB, кодирующего бета-субъединицу РНК-полимеразы (во фрагменте длиной 81 пару нуклеотидов), в 96% случаев приводят к устойчивости M. tuberculosis к рифампицину.

Мутации в гене katG, приводящие к замене некоторых аминокислот в ферментах каталазе и пероксидазе, и нуклеотидные замены в регуляторной и смежной кодирующей областях локуса inhA ассоциированы с резистентностью некоторых штаммов микобактерий к изониазиду.

Нечувствительность M. tuberculosis к стрептомицину связана с миссенс-мутацией в гене rpsL, кодирующем S12 митохондриальный белок, или с нуклеотидными заменами в гене rrs, кодирующем 16S РНК.

В результате, современное здравоохранение имеет дело не просто с опасным возбудителем туберкулеза, а с целым набором его штаммов, устойчивых к разным лекарствам. На практике для организации эффективного лечения туберкулеза, важно не только обнаружить МБТ, но и параллельно определить их резистентность, причем достаточно быстро — в течение двух-трех дней, чтобы вовремя назначить эффективную химиотерапию.

В конце 80-х годов прошлого века в руках исследователей появился метод, значительно сокращающий время такого анализа. Новая диагностика основана на избирательной амплификации нуклеиновых кислот (ДНК или РНК) in vitro с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР).

Метод ПЦР имеет большие возможности и лежит в основе точной ДНК-диагностики, которая позволяет идентифицировать любой штамм МБТ и определять первопричину той или иной устойчивости к лекарствам.

Достижения в изучении МБТ открывают перспективы в разработке новых антибактериальных препаратов, вакцин и других веществ, способных изменять иммунную реакцию в ответ на разрушительный патоген.

Представленные некоторые мутации в геноме микобактерии туберкулеза являются лишь ограниченными примерами формирования ее резистентности к противотуберкулезным препаратам. На этом основании можно сделать следующий вывод: по мере внедрения в практику химиотерапии туберкулеза новых лекарств в М. tuberculosis будут происходить мутации, приводящие к резистентности ко всем, без исключения, используемым препаратам и это обстоятельство необходимо постоянно учитывать в тактике лечения туберкулеза.