Грамотрицательные неспорообразующие анаэробные
Бактерии
Грамотрицательные неспорообразующие анаэробы являются весьма многочисленной группой бактерий. Значительная часть из них включает представителей нормальной микрофлоры. Они доминируют в определенных биотопах (ротовой полости, толстом кишечнике, влагалище).
В подавляющем большинстве случаев эти возбудители являются условно-патогенными. Они вызывают заболевания лишь в условиях высокой концентрации микроорганизмов или при их попадании в исходно стерильные полости и органы, а также в условиях иммуносупрессии, гипоксии и повреждении тканей. Для них характерно участие в смешанных инфекциях совместно с аэробными и факультативно-анаэробными микроорганизмами.
Классификация
Еще сравнительно недавно многие из неспорообразующих грамотрицательных бактерий относились к группе бактероидов.
Развитие методов геносистематики привело к выделению из этой группы большого количества новых родов и семейств.
В настоящее время к грамотрицательным неспорообразующим анаэробным бактериям относятся представители не менее 33 родов из 16 семейств.
Наиболее важными в клиническом отношении являются следующие семейства и их роды: Bacteroidaceae (род Bacteroides и Parabacteroides), Fusobacteriaceae (роды Fusobacterium, Leptotrichia и др.), Porphyromonadaceae (роды Porphyromonas, Tannerella), Prevotellaceae (род Prevotella), Desulphovibrionaceae (роды Bilophila, Desulphovibrio).
Основные клинически значимые виды этих возбудителей представлены в таблице.
Морфология
Возбудители (бактероиды, превотеллы и др.) обычно представляют собой полиморфные палочки средних размеров, иногда коккобактерии, располагаются поодиночке или попарно, грамотрицательные, неспорообразующие. Включают как подвижные, так и неподвижные формы. Обладают многочисленными фимбриями.
Фузобактерии в чистой культуре выглядят как прямые или искривленные палочки с заостренными концами, по форме напоминают веретено (лат. fusiformis – веретенообразный).
Отдельные представители (например, Prevotella melaninogenica) могут продуцировать черный или коричневый пигмент.
Культуральные свойства
Растут на специальных питательных средах в анаэробных условиях (кровяном агаре, триптиказо-соевом агаре, сердечно-мозговом бульоне с глюкозой, дрожжевым экстрактом, тиогликолевой среде и др.), лучше в присутствии 5-10% СО2.
Возбудители растут медленно, посевы инкубируют не менее 4-5 суток. B. fragilis образуют на кровяном агаре небольшие выпуклые непигментированные колонии.
Бактероиды устойчивы к желчи и к пенициллину, что используется при дифференцировке их от других анаэробов.
P. melaninogenica дает пигментированные колонии черного или темно-коричневого цвета. Ряд штаммов обладает гемолитической активностью.
Биохимические свойства
Строгие анаэробы. Однако встречаются аэротолерантные штаммы, выживающие при 1-2% содержании кислорода (бактероиды и др.) Это позволяет им сохранять жизнеспособность, особенно при смешанных инфекциях.
Аэротолерантность определяется присутствием у части бактерий индуцибельных супероксиддисмутаз и каталаз.
Бактероиды сбраживают большинство углеводов и весьма биохимически активны. Например, Bacteroides thetaiotaomicron из всех известных бактерий содержит наибольшее количество ферментов гликозилгидролаз.
Продукты ферментации углеводов у грамотрицательных анаэробов включают сукцинат (бактероиды и др.), бутират (фузобактерии, превотеллы), лактат (лептотрихии), ацетат, пропионат и т.д., что используется при газожидкостной хроматографии для быстрого обнаружения этих бактерий.
Обладают протеолитической активностью, гидролизуют пептон.
Антигенная структура
Антигенная структура вариабельна, зависит от строения ЛПС клеточной стенки, наличия жгутиков, капсулы.
Факторы вирулентности
Бактерии обладают рядом ферментов, которые оказывают деструктивное действие на ткани. Наличие фимбрий и других адгезинов обеспечивает прикрепление бактерий к клеткам, капсула предохраняет от фагоцитоза, ЛПС клеточной стенки активирует воспалительные процессы.
Многие представители устойчивы к антибиотикам. Бактероиды резистентны аминогликозидам, наличие у них β-лактамаз обеспечивает устойчивость к пенициллину. Растет резистентность к тетрациклинам.
Основные факторы патогенности бактероидов представлены в таблице.
гепариназа, которая принимает участие в патологической активации внутрисосудистого свертывания.
Резистентность
Неспорообразующие анаэробы не обладают высокой устойчивостью к внешним воздействиям. При 650С погибают в течение 15 минут, при кипячении – в течение 1 мин, при высушивании на воздухе погибают через 24-48 часов. В испражнениях человека и животных могут сохраняться до месяца и более.
Характеристика инфекций
В обычных условиях грамотрицательные анаэробные бактерии являются неотъемлемой частью нормальной микрофлоры тела человека, выполняя многообразные физиологические функции.
Основные резервуары этих бактерий – ротовая полость, желудочно-кишечный тракт, кожа и женские половые пути.
Анаэробы преобладают в микрофлоре ротовой полости. Их концентрация составляет 109/мл слюны. В ротовой полости соотношение аэробов и анаэробов 1:1. В толстом кишечнике в 1 г фекалий содержится 1012 анаэробов, и соотношение анаэробов и аэробов составляет 1000:1. В 1 мл секрета из женских половых органов содержится приблизительно 109 микроорганизмов, соотношение анаэробов и аэробов составляет 10:1.
В толстом кишечнике анаэробы интенсивно перевариваютполисахариды и другие субстраты. При этом образуются короткоцепочечные жирные кислоты, которые после реабсорбции в толстой кишке используются как дополнительные источники энергии. Кроме того, они активно стимулируют местный иммунитет, ускоряя дифференцировку АПК и Т лимфоцитов, и препятствуют адгезии и размножению патогенной микрофлоры (колонизационная резистентность).
Однако при повреждении кожи и слизистых, нарушении целостности полых органов после травм, операций, при ожогах, ишемии, воспалении и некрозе, способствующих снижению окислительно-восстановительного потенциала тканей, создаются условия для распространения возбудителей с развитием анаэробной инфекции.
Роль отдельных видов анаэробных возбудителей в патологии неодинакова. В большинстве случаев они вызывают неспецифические гнойные инфекции разной локализации в ассоциации с аэробными и факультативно-анаэробными микроорганизмами, которые уменьшают содержание кислорода в очаге воспаления.
Тем не менее, некоторые виды обладают повышенной вирулентностью. К ним относится B. fragilis . Он составляет всего 0,5% от всех микроорганизмов толстого кишечника, однако выделяется в 30-60% случаев анаэробных инфекций, особенно раневых и абдоминальных.
B. fragilis является причиной перитонита, абсцесса печени, кишечных абсцессов, аппендицита, раневой инфекции, нагноений после укусов, абсцессов и флегмон кожи и подкожной клетчатки, вульвовагинальных абсцессов, эндометрита, сальпингита, нагноений пролежней и трофических язв при сахарном диабете, варикозной болезни.
В отдельных случаях может вызывать некротическую пневмонию, абсцесс легкого, бактериемию. К наиболее частым анаэробным инфекциям центральной нервной системы относятся абсцесс мозга и субдуральная эмпиема.
B. fragilis обладает особыми факторами вирулентности. Полисахарид капсулы стимулирует образование абсцессов. Он вызывает патологический иммуновоспалительный ответ, который приводит к разрушению тканей и распространению гнойного очага. Ферменты агрессии и инвазии гиалуронидаза, протеазы, гемолизины усиливают тканевую деструкцию.
Кроме того, B. fragilis продуцирует энтеротоксин (фрагилизин) с протеолитической активностью. Данный экзотоксин разрушает плотные контакты между энтероцитами. Это ведет к увеличению проницаемости кишечного эпителия, гиперсекреции и диарее, а также способствует проникновению возбудителя через кишечную стенку.
Наряду с B. fragilis сходные патологические процессы могут вызывать и другие бактероиды (B ovatus, B vulgatus, B thetaiotaomicron и др.)
Помимо бактероидов, тяжелые анаэробные инфекции могут вызывать представители рода Bilophila и Fusobacterium.
Bilophila wadsworthia в 50% обнаруживается при аппендицитах. Также она может быть причиной бактериемии и сепсиса, абсцессов печени, мягких тканей, мозга, молочной железы, бактерия выделяется при холецистите, перикардите, остеомиелите, эмпиеме плевры.
Среди фузобактерий наиболее вирулентным возбудителем является F. necroforum. В сравнении с другими анаэробами она чаще вызывает бактеремию и сепсис, может вызывать абсцессы различной локализации, эндокардит, раневую инфекцию.
В полости рта, помимо фузобактерий и бактероидов, причиной патологии могут быть порфиромонады (P. gingivalis, P. endodontalis и др.), превотеллы (P. intermedia, P. melaninogenica) и таннереллы (T. forsythensis). В различных сочетаниях они участвуют в развитии периодонтитов.
Фузобактерии (F. nucleatum) совместно с превотеллами и трепонемами (T.vincentii) вызывают острый язвенно-некротический гингивит (ангину Симановского-Плаута-Венсана).
Помимо патологии ротовой полости, превотеллы принимают участие в развитии инфекций малого таза и половых путей у женщин.
Иммунитет
При многих формах инфекционных процессов, особенно системных, обнаруживаются антитела в значительных титрах. Однако впоследствии титр антител снижается и не оказывает выраженного протективного эффекта.
Лабораторная диагностика
В диагностике имеют значение 3 основных условия: получение соответствующих проб, быстрая доставка их в лабораторию в среде, предназначенной для транспортировки анаэробов, соответствующая обработка проб в лаборатории.
Забор проб производят непосредственно из участка поражения с предохранением от загрязнения нормальной микрофлорой и микрофлорой воздуха.
К числу проб, которые могут быть исследованы методом посева относятся кровь, плевральная жидкость, транстрахеальные аспираты, гной, полученный методом прямой аспирации из полости абсцесса, жидкость, полученная при центезе, аспират, полученный при надлобковой пункции мочевого пузыря, спинномозговая жидкость и пунктаты легких.
В связи с тем, что даже кратковременная экспозиция с кислородом может вызвать гибель анаэробов и помешать их выделению, из шприца должен быть удален воздух. Полученную пробу необходимо поместить в закупоренные контейнеры с редуцированной питательной средой (тиогликолевой или иной). Доставлять материал необходимо не позднее 1,5 часов от момента взятия.
В лабораторной диагностике используют несколько методов.
В качестве ускоренного метода может использоваться газожидкостная хроматография, которая подтверждает наличие анаэробной инфекции по спектру выделяемых жирных кислот.
Возможно применение ИФА для выявления антигенов возбудителей и ПЦР для идентификации нуклеиновых кислот в материале.
Бактериологический метод является длительным и требует сред и реактивов с высокой стоимостью.
Отсюда в обычной практике возможно установить анаэробную инфекцию ускоренными методами, а также использовать микроскопию материала. Обнаружение грамотрицательных палочек, без спор, расположенных поодиночке или парами указывает на наличие анаэробов и необходимость проводить посев в строго анаэробных условиях.
В специализированных лабораториях выделенную культуру идентифицируют по морфологическим, биохимическим признакам, определяют чувствительность к антимикробным препаратам.
Лечение
Бактероиды обладают большей устойчивостью к антибиотикам в сравнении с другими анаэробами. Для лечения данных инфекций применяют метронидазол или клиндамицин, которые эффективны в отношении большинства грамотрицательных анаэробных микроорганизмов. Возможно применение хлорамфеникола, ингибитор-защищенных пенициллинов (амоксиклава), карбапенемов, антианаэробных фторхинолонов (моксифлоксацина, гатифлоксацина).