Биологические особенности возбудителя туляремии
Возбудителем туляремии является Francisellatularensis. Он был открыт двумя американскими исследователями – Г. МакКоем и Ш. Чепином, во время эпизоотии среди земляных белок в районе озера Туляре в Калифорнии (откуда и произошло название вида). Более детально возбудитель был изучен Е. Френсисом, в честь которого и назван род.
Род Francisella отнесен к классу Gammaproteobacteria, тип Proteobacteria. К этому же роду относится F. novicida,патогенность которой для человека не кстановлена. Вид Francisellatularensis делится на три подвида: F. tularensissubsp. holarctica, F. tularensissubsp. mediaasiatica, F. tularensissubsp.nearctica, (subsp. tularensis), которые отличаются друг от друга по ареалу их циркуляции, патогенности для животных и человека и некоторым биохимическим признакам. [27]
Возбудитель представляет собой очень мелкие полиморфные неподвижные аспорогенные грамотрицательные палочки (рис. 2). Форма чаще шаровидная или овоидная, размеры – 0,2-0,7 мкм. В мазках из патологического материала, окрашенных по Романовскому – Гимзе, выявляется нежная капсула слизистой консистенции, спор не образует, жгутиков не имеет. При специальных методах окрашивания клетки прокрашиваются биполярно (Приложение 3).
Каталаз негативны, образуют сероводород, строгие аэробы, температурный оптимум для роста 370С, рН 6,7-7,2.Способность сбраживать углеводы и спирты может быть достоверно обнаружена лишь при применении сред с низким содержанием белка. Возбудитель туляремии ферментирует некоторые углеводы (глюкозу, мальтозу, маннозу, фруктозу, декстрин) с образованием кислоты без газа. Лактозу, сахарозу, рамнозу, маннит не ферментирует.
Возбудитель туляремии не растет на простых питательных средах. Его удается культивировать на средах, содержащих яичный желток, автолизат селезенки и гидролизат казеина, на кровяном агаре с добавлением глюкозы и цистеина, на глюкозо-сывороточном агаре.
Г. Мак-Кой и Ш. Чепин использовали свернутую сывороточную 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 ареолом. Рост медленный, максимального размера они достигают на 3-5 день (1-4 мм). Туляремийные бактерии хорошо размножаются в желточном мешке куриного эмбриона, вызывая его гибель на 3-4-й день. [7]
Для роста F. tularensisнеобходимы следующие аминокислоты: аргинин, лейцин, изолейцин, лизин, метионин, пролин, треонин, гистидин, валин, цистин, для некоторых подвидов – серин, тирозин, аспарагиновая кислота: кроме того они нуждаются также в пантотеновой кислоте, тиамине и ионах магния.
В зависимости от используемой жидкой питательной среды туляремийный микроб может расти как на поверхности в виде пленки, так и вызывать диффузное помутнение бульона. В жидких питательных средах бактериальная культура является полиморфной. [7]
У бруцелл обнаружено 10-14 антигенных фракций. Они имеют общий родоспецифический антиген, различные другие соматические антигены, в том числе видоспецифические М (преобладает у В. melitensis),А (преобладает у В. abortus)и R(у шероховатых форм). Имеют соматический О- и капсульный Vi-антигены. Антигены М и А обнаруживаются также и у других видов (биоваров) бруцелл, но в разных соотношениях, что необходимо учитывать при их идентификации. Обнаружены антигены, общие с Francisellatularensis, Bordetellabronchiseptica и Y. Enterocolitica (серотип 09).
Патогенность бруцелл обусловлена эндотоксином и способностью подавлять фагоцитоз, предотвращать «окислительный взрыв». Патогенность бруцелл связана также с гиалуронидазой и другими ферментами. Существенно важным является то, что бруцеллы обладают сильнейшим аллергенным свойством, которое во многом определяет патогенез и клинику бруцеллеза. Кроме того, для них характерны выраженными инвазивными и агрессивными свойствами, они способны проникать в организм через неповрежденные слизистые оболочки. [12]
Бруцеллы относительно устойчивы во внешней среде: они сохраняются во влажной почве и воде до 2-3, а при температуре10°С – до 4,5 мес.; в молоке – до 273 дней; в сыре – до 1 года; в брынзе – до 72 дней. Однако они очень чувствительны к к различным химическим дезинфектантам и высокой температуре – при 70°С погибают через 10 мин, а при кипячении –через10 сек.[26]
Возбудитель туляремии относится к внутриклеточным паразитам. Его вирулентность обусловлена капсулой, угнетающей фагоцитоз;ферментом нейраминидазой, способствующей его адгезии; эндотоксином, который вызывает при разрушении микробной клетки общие симптомы интоксикации в организме человека; аллергенными свойствами клеточной стенки, а также способностью размножаться в фагоцитах и подавлять их киллерный эффект. Механизмы вирулентности до сих пор не расшифрованы. Кроме того, у туляремийной палочки обнаружены рецепторы, способные взаимодействовать с Fc-фрагментом антител класса IgG, в результате чего нарушается активность системы комплемента и макрофагов. [27]
F.tularensis в вирулентной форме (с капсулой) имеет 2 типа антигенов – О- (соматический) и Vi- (капсульный) антигены. О-антиген родствененО-антигену бруцелл. Потеря же капсулы и Vi-антигена приводит к потере вирулентности. Такие диссоцианты не способны вызывать серьезное заболевание, потому что в процессе взаимодействия с иммунной системой человека ею уничтожаются.
Выделяют три географических расы возбудителя туляремии:
1. Голоарктична раса (F. tularensissubsp. holarctica) вызывает более легкие заболевания человека, не ферментирует глицерин и цитруллин и не является патогенной для кроликов. Распространена в странах северного полушария.
2. Среднеазиатская раса (F. tularensissubsp. mediaasiatica), малопатогенна для кроликов, ферментирует глицерин и цитруллин.
3. Неарктическая раса, она же американская (F. tularensissubsp. nearctica, (subsp. tularensis)) вызывает более тяжелые формы болезни у человека и является патогенной для кроликов. [7]
Штаммы американского и среднеазиатского подвидов обладают фосфатазной активностью, отсутствующей у штаммов голарктического подвида.
Возбудитель туляремии устойчив 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 600С гибнет через 10 мин), под действием 3% раствора лизола, 50%-ного спирта, формалина и других антисептиков погибает через 5-10 мин. [7]