ВОЗБУДИТЕЛИ РЕСПИРАТОРНЫХ ИНФЕКЦИЙ Микобактерии туберкулеза

Туберкулез (бугорчатка, чахотка) — многообразное по своим проявлениям инфекционное заболевание, в патоморфологичес-кой основе которого лежит образование специфических бугорков с их последующей казеозной эволюцией.

В 80—90 % случаев туберкулез поражает органы дыхания (гор­тань, бронхи, легкие, плевра), но встречается туберкулез мозга, кишечника, мочеполовых органов (почек, мочевого пузыря, яич­ников), надпочечников, костей, кожи, суставов, то есть практи­чески всех органов и тканей.

Туберкулез известен с глубокой древности, а то, что он зара­зен, предполагал уже в 1546 году итальянский врач Д. Фракастро. Однако только в начале XIX века французским ученым Р. Лаэн-неком были обстоятельно описаны основные клинические и па-томорфологические характеристики туберкулеза.

Возбудитель его открыт в 1882 году Р. Кохом. Таксономичес-ки он относится к семейству МусоЬас1епасеае, роду МусоЬас^еп-ит, порядку АсИпотусе1а1е5. Такое пограничное положение в сис­тематике характеризует возбудители туберкулеза как переходную морфологическую форму между прокариотами и эукариотами. Патогенными для человека являются два вида — М. ШЬегсШо^в (человеческий вид) и М. Ьоу1§ (бычий вид).

Морфология. Типичные по форме туберкулезные бактерии имеют вид тонких изящных палочек, прямых или несколько изогнутых, нередко с утолщениями на концах и содержат одно или несколько кислотоустойчивых зерен (зерна Муха). Для ми-кобактерий характерен выраженный полиморфизм. В зависи­мости от влияния факторов внешней среды, наличия и выра­женности свойства вирулентности они могут иметь не только типичную, но и нитевидную, ветвистую, коккоподобную, филь­трующуюся или 1^-формы. Вирулентные штаммы, размножаясь, образуют косы или сплетения, в которых микробные клетки сцеп­лены между собой особым кислотоустойчивым липидным вещес­твом — корд-фактором (см. вкл. IV).

Ультраструктуру туберкулезных бактерий характеризует трех­слойная клеточная стенка с внешней тонкой микрокапсулой, на-

личие в цитоплазме зерен Муха, значительного количества гра­нул, микрогранул и вакуолей.

Химический состав. Микобактерии туберкулеза содержат в своем составе от 10 до 40,8 % липидов, фракционно подразделяемых на ацетонорастворимые, фосфатиды, воски и прочно связанные ли-пиды.

Структурную основу туберкулолипидов определяют миколо-вые кислоты — многозвеньевые жирные кислоты, сконцентри­рованные преимущественно в клеточной стенке микобактерий в комплексе «миколовая кислота — арабиногалактан — мукопеп-тид». У патогенных и непатогенных микобактерий миколовые кислоты имеют различную длину углеродной цепи. У непатоген­ных это преимущественно С^ц—С^ц, у патогенных — С„д.

Ацетонорастворимая фракция в основном представлена три-глицеридами, содержащими твердые насыщенные жирные кис­лоты (пальмитиновую, стеариновую, гексакозановую), жидкие ненасыщенные жирные кислоты (олеиновую, линолевую, лино-леновую, кротоновую, изокротоновую) и разветвленные жирные кислоты (туберкулостеариновую, фтионовую).

Триглицериды ацетонорастворимой фракции могут играть роль промежуточных метаболитов, не резервируемых бактериальной клеткой, но одновременно обладать широким спектром биологи­ческих свойств. Они способны вызвать в коже здоровых живот­ных развитие специфических гранулем, состоящих из моноцитов и эпителиоидных клеток; у сенсибилизированных повторным вве­дением — образование туберкулезных бугорков; ослаблять проти­вотуберкулезную резистентность и за счет фтионовой кислоты активно тормозить миграцию лейкоцитов.

Туберкулофосфатиды представляют собой сложные эфиры гли­церина. Подкожное введение фосфатидов морским свинкам сопро­вождается местной реакцией в виде формирования эпителиоид-ноклеточных бугорков, подвергающихся центральному казеозу;

внутривенное — генерализованным поражением бронхопульмо-нальных лимфатических узлов, легких и печени; внутрилегочное — образованием каверн.

Туберкуловоски подразделяются на воски А, В, С и О. В со­став воска А входят эстерифицированные фтиоцерол, глицерин и свободные миколовые кислоты. Он не токсичен для здорового, инфицированного и сенсибилизированного организма.

Воск В (мягкий) состоит из смеси восков и глицерина, в виде примеси содержит небольшое количество миколовых кислот, по биологическим свойствам приближается к воску А, но, в отличие от него, способен повышать чувствительность организма к тубер­кулезной инфекции.

Воск С, структурно представленный фтиоцеролдимикоцеро-затом, корд-фактором и глицеридами, определяет кислотоустой-

чивость, вирулентность и токсичность микобактерий туберкулеза. Корд-фактор — основной токсический компонент туберкулез­ных бактерий. Его количественное содержание коррелирует с ви­рулентностью, а также со скоростью размножения возбудителей в макрофагах, которые превращаются в эпителоидные клетки. Од­новременно корд-фактор обладает и положительными иммуно-биологическими свойствами и при введении в чувствительный организм способен обеспечить эффект, приближающийся к вак­цине БЦЖ.

Воск О на 50—70 % состоит из миколовых кислот, содержит сложные пептидогликаны, способен вызвать в организме множес­твенные милиарные гранулемы, каверны и одновременно акти­визирует противотуберкулезные иммунные механизмы.

Итак, туберкулолипиды как основной компонент химичес­кой структуры определяют морфологические, тинкториальные, биохимические, биологические и патогенные свойства микобак­терий туберкулеза, их резистентность.

Являясь грамположительными, туберкулезные бактерии пло­хо окрашиваются по методу Грама, в связи с чем используется специальный метод Циля — Нильсена. Кроме того, они отлича­ются значительной кислото- и спиртоустойчивостью, устойчивы к действию фагоцитов.

Белки и нуклеиновые кислот ы. Составляя до 56 % сухой микробной массы, микобактериальные белки подразделя­ются на трипсиночувствительные, вызывающие у сенсибилизиро­ванных животных кожно-аллергические реакции, и пепсиночув-ствительные — биологически не активные. Микобактериальные белки содержат две основные фракции: туберкулопротеидную маточную субстанцию, состоящую из белков А, В, С, О, и фрак­цию полисахаридов.

Одним из наиболее изученных видов микобактериальных бел­ков является туберкулин — экстрацеллюлярный продукт метабо­лизма микобактерий, широко используемый в диагностике тубер­кулезной инфекции и характеризующий в зависимости от интенсивности и виража кожных реакций состояние инфекцион­ной и поствакцинальной аллергии. Безвредный для здорового организма туберкулин при многократных введениях или при вве­дении в больших дозах способен проявлять нейротоксическое дей­ствие, вызывать анафилактический шок в сенсибилизированном организме, активировать или угнетать в зависимости от дозы фун­кцию фагоцитов, являться митогеном для интактных В-лимфо-цитов, иммуноспецифически воздействовать на сенсибилизиро­ванные Т-лимфоциты.

Тип химического строения микобактериальной ДНК отлича­ет преобладание оснований гуанина и цитозина при уменьшен­ном содержании аденина и тимина. ДНК содержится как в сво-

бодном, так и в связанном с протеинами, липидами и полисахаридами состоянии. В зависимости от видовой принадлежности и индивидуальных особенностей туберкулезных бактерий коли­чество ДНК в их составе варьирует от 1 до 5 %, а РНК — от 5 до 20 % сухого остатка.

Туберкулополисахариды. Составляя до 15 % сухого органического остатка, полисахариды в основном пред ставлен ы мукополисахаридами, а также содержат гексозамин, арабинозу, маннозу, инозит, галактозу, рибозу, пентозу. Помимо химически обособленного положения в составе микробной клетки, полиса­хариды образуют комплексы с белками, нуклеиновыми кислота­ми, фосфатидами и восками.

Вопрос о роли полисахаридов как иммуногенно активной составной структуры возбудителя туберкулеза окончательно не выяснен. С одной стороны, допускается, что они обладают вы­раженной иммуногенностью и способны оказывать протективный эффект, с другой стороны, что они только классические аллергены.

Культуральные свойства. Туберкулезные бактерии, относясь по типу дыхания к облигатным аэробам, имеют оптимум роста при 37,5 °С и рН среды 6,0—8,0.

Особенности липидного состава туберкулезных бактерий оп­ределяют их отличительную культуральную потребность — спо­собность расти на питательных средах в присутствии глицерина.

Элективными питательными средами для туберкулезных бак­терий являются глицериновый агар, глицериновый картофель, мясо-пептонно-глицериновый бульон, глицерино-яичные среды Петроньяни, Дерсе, Петрова, Левенштейна — Йенсена, Виногра­дова, а также среда Сотона.

На искусственных питательных средах туберкулезные бакте­рии растут медленно. На жидких питательных средах рост прояв­ляется через 10—14 суток в виде тонкой, нежной, голубоватой плен­ки, которая затем утолщается, приобретает грязно-серый или грязно-желтый цвет, сморщивается, намокает и опускается на дно. На плотных питательных средах рост происходит в К-форме, ко­лонии на вид шероховаты, с утолщенной, морщинистой повер­хностью и тонкими, неровными краями.

Ферментативные свойства. У микобактерий туберкулеза об­наружены протеолитические ферменты, расщепляющие белок (в щелочной и кислой средах), липазы, фосфатазы, каталазы, де-гидрогеназы, а также ферменты, расщепляющие алкоголь и гли­церин.

Факторы патогенности. Истинные экзо- и эндотоксины у ту­беркулезных бактерий отсутствуют. Токсическое действие на ор­ганизм обусловливается компонентами структуры и продуктами метаболизма микробной клетки. Это, прежде всего корд-фактор,

состоящий из миколовой кислоты и спирта фтиоцероля; фосфатиды; фтионовая, туберкулостеариновая и туберкулопальмиттиновая кислоты; воски С и D; белки, обладающие каталазной ак­тивностью; один из группоспецифических полисахаридов, а также туберкулин.

Имеются сведения о токсичности вещества микобактериальной природы, состоящего из альбуминов и нуклеопротеидов.

Антигеиная структура. Патогенные для человека туберкулез­ные бактерии (человеческий и бычий виды) имеют однотипную антигенную структуру. Именно поэтому для специфической профилактики туберкулеза у человека используется с несомнен­ной эффективностью вакцина БЦЖ, полученная А. Кальметтом и Ш. Гереном из высоковирулентного штамма Vа11е, относящего­ся к туберкулезным бактериям бычьего вида.

Источник заражения. Благодаря особому химическому соста­ву (до 41 % липидов) туберкулезные бактерии характеризуются высокой устойчивостью в объектах внешней среды, действию ал­коголя, кислот. Так, например, в желудочном соке они сохраня­ют жизнеспособность на протяжении 6 часов, в проточной воде — более года, в дистиллированной воде — до одного месяца, в поч­ве, воде, навозе — до шести месяцев, в высушенной мокроте, на страницах книг — два-три месяца.

Одновременно туберкулезные бактерии чувствительны к дей­ствию прямого солнечного света, быстро обезвреживаются при 100-120 ⁰С.

Источником заражения является главным образом человек, круп­ный и мелкий рогатый скот. Основной путь передачи (90—95 %) — воздушно-капельный и воздушно-пылевой. Менее значимы пище­вой (в основном с молочными и мясными продуктами), а также контактно-бытовой и внутриутробный. Имеются также данные о способности возбудителя проникать через кожу, конъюнктиву глаза, миндалины.

Судьба возбудителя в организме определяется, с одной сторо­ны, качеством и количеством микобактерий туберкулеза, массив­ностью инфекции, а с другой — состоянием макроорганизма, его иммунологической достаточностью, реактивностью.

Естественная резистентность человека к туберкулезу хорошо выражена. Она может быть снижена рядом факторов как эндоген­ного, так и экзогенного характера.

Патогенез. Попадая в организм, микобактерий туберкулеза рас­пространяются гематогенным, лимфогенным, бронхогенным или иным путем, после чего фиксируются в органах и тканях. В связи с размножением возбудителя в зоне фиксации возникают специ­фические инфильтраты, состоящие из эпителиоидных и гигантс­ких клеток, а затем формируется специфический бугорок, состо­ящий из фагоцитирующих элементов.

В своем развитии туберкулезные бугорки могут подвергаться творожистому распаду; в результате расплавления такого очага образуются полости (каверны).

Клиника. Различают первичный и вторичный туберкулез. Пер­вичный, как правило, возникает в детском или подростковом воз­расте, характеризуется острым течением, выраженными лимфоаденопатиями, тенденцией к обратному развитию. Вторичный туберкулез у взрослых рассматривают как реинфекцию, для него характерно поражение верхушек легких, неотчетливая лимфоаденопатия, хроническое затяжное течение.

Первичный туберкулезный комплекс наиболее часто локали­зуется в легких (80-90 %), реже — в кишечнике (при алиментарном заражении) и очень редко — в других органах.

Первичный комплекс состоит из трех компонентов: легочно­го аффекта, лимфангоита (периваскулита) и железистого компо­нента (лимфаденита).

Клинические проявления первичного комплекса весьма раз­нообразны. Он может протекать бессимптомно, и только обнару­жение петрифицированных очагов в легких свидетельствует о том, что заболевание было. Иногда оно проявляется с нерезкими по­казателями интоксикации: субфебрильная температура в вечер­нее время, потливость, слабость, небольшой кашель. Первичный туберкулезный комплекс заканчивается, как правило, рассасыва­нием воспалительных изменений с кальцинацией их центра (очаг Гона). Полное рассасывание всех компонентов наблюдается ред­ко. Иногда возможна неблагоприятная эволюция первичного ком­плекса с распадом в первичном очаге и последующим бронхогенным обсеменением. Лечение длительное.

Туберкулезный бронхоаденит (туберкулез внутригрудных лимфатических узлов) может развиваться из железистого компо­нента первичного комплекса или быть вторичным туберкулезом. Протекает он длительно, с периодическими обострениями и в боль­шинстве случаев заканчивается благоприятно. Однако может ос­ложняться плевритом.

Одной их клинических форм бронхоаденита является тубер­кулезная интоксикация, признаками которой являются: отстава­ние ребенка в росте и весе, слабое развитие подкожной клетчат­ки, мускулов и костей; общий наружный лимфаденит, повышенная утомляемость и возбудимость, плохой аппетит, длительный суб­фебрилитет, положительные туберкулиновые реакции.

Милиарный туберкулез — остро протекающий гематоген­ный туберкулез, патоморфологической основой которого являют­ся мелкие просовидные бугорки в легких и других органах. Ост­рый милиарный туберкулез крайне тяжелое заболевание. По его клиническому синдрому выделяют три основные формы: тифоид­ную, при которой на первый план выступают расстройства ЦНС;

легочную, главными признаками которой являются упорный су­хой кашель, резкая одышка, цианоз; менингиальная с выражен­ным синдромом менингита.

Милиарная форма туберкулеза часто протекает на фоне анер­гии, поэтому при ней туберкулиновые реакции нередко бывают отрицательными.

Гематогенно-диссеминированный туберкулез име­ет значительное распространение как среди вновь выявляемых, так и среди состоящих на диспансерном учете. Для него характер­но симметричное обсеменение легких с образованием сливных туберкулезных очагов, затем тонкостенных каверн. Заболевание может протекать под маской малярии, тифа, гриппа или начи­наться с плеврита. При хроническом течении явления интоксика­ции не выражены.

Очаговый туберкулез легких проявляется в двух формах: мягкоочаговый (свежий очаговый процесс) и фиброзноочаговый (хронический очаговый процесс). Мягкоочаговый туберкулез лег­ких характеризуется быстрой утомляемостью, понижением рабо­тоспособности, легкой потливостью, снижением аппетита, плохим сном, раздражительностью, субфебрилитетом. Фибринозноочаговый туберкулез чаще является результатом ранее перенесенного пер­вичного туберкулеза, характеризуется благоприятным хроническим течением.

Инфильтративный туберкулез легких — второй по рас­пространенности (25—30 % больных). Эта форма наиболее дина­мична, при ней возможно полное излечение, но при неблагопри­ятной эволюции инфильтративный туберкулез может стать ступенью к хроническому фиброзно-кавернозному туберкулезу. При инфильтративном туберкулезе могут наблюдаться боли в об­ласти лопаток или в других отделах грудной клетки, кашель, вы­деление мокроты, кровохарканье.

Хронический фиброзно-кавернозный туберкулез в эпидемиологическом отношении наиболее опасная форма, по­скольку больные выделяют с мокротой большое количество микобактерий. Для него характерно сочетание фиброзных измене­ний в легочной ткани и утолщение плевры, наличие толстостенных каверн и полиморфных очагов бронхогенного обсеменения. Эта форма туберкулеза протекает длительно. Появление у больного каверны свидетельствует о переходе в наиболее неблагоприятную форму. Каверны являются источником большого числа микобактерий туберкулеза, бронхогенного распространения процесса; могут быть источником инфекции гортани и кишечника, причиной обильных легочных кровотечений, спонтанного пневмоторакса, амилоидного перерождения внутренних органов.

Цирротический туберкулез легких отличается полным за­мещением легочной ткани рубцовой. Больные с циррозом легко-

го страдают преимущественно от легочно-сердечной недостаточ­ности и неспецифического воспалительного процесса вследствие развития бронхоэктазов.

Туберкулезные плевриты делят на фиброзные, экссудативные и гнойные. В зависимости от формы они протекают с различной степенью злокачественности и исходом.

Иммунитет при туберкулезе является нестерильным, аллер­гическим, обеспечивается клеточной системой иммунитета, для своего проявления требует наличия в организме жизнеспособ­ных микобактерий. Противотуберкулезный иммунитет всегда проявляется через аллергические реакции, отражающие уровень ответных защитных реакций клеточного иммунитета на возбу­дитель.

Лабораторная диагностика. Материалом для исследования слу­жат мокрота, гной, спинномозговая или плевральная жидкость, моча, испражнения, отделяемое, пунктаты лимфатических узлов и др.

Нативный материал после обогащения (например, методом флотации) исследуют бактериоскопически окрашиванием мазков по Цилю — Нильсену или люминесцентно с использованием ауромина. Исследование нативного материала не всегда дает положи­тельный результат.

Бактериологический метод. Исследуемый материал после пред­варительной обработки 5 %-ной серной кислотой или 10 %-ным этиловым спиртом в течение 15—20 минут засевают на стандарт­ную среду Левенштейна — Йенсена для выделения чистой куль­туры. Применяется также метод микрокультур Прайса, который позволяет вырастить микобактерий в течение трех—десяти дней.

Биологический метод. В качестве высокочувствительной модели используют морских свинок, которым вводят нативный материал или выделенную чистую культуру подкожно, внутрибрюшинно или в головной мозг. Последний метод исследования дает наиболее быстрое развитие туберкулезной инфекции (через 10—12 дней). Животные погибают от генерализованного туберкулеза с пораже­нием периферических лимфатических узлов, легких, печени, селе­зенки, почек.

Серологические методы. Реакция связывания комплемента, ре­акция непрямой гемагглютинации с эритроцитами барана, нагру­женными полисахаридом или туберкулином, предназначена для выявления специфических антител в сыворотке больных туберку­лезом.

Кожная туберкулиновая (аллергическая) проба Манту — наи­более распространенная, высокочувствительная, объективная ди­агностическая реакция. При внутрикожном введении сыворотки проявляется развитием папулы через 24, 48, 72, 96 часов и позволя­ет оценить наличие или отсутствие инфицированности, состояние

поствакцинального иммунитета и признаки заболевания туберкуле­зом. Отсутствие папулы — показатель неинфицированности и не­обходимости проведения вакцинации; папула размером 5-7 мм — слабо положительный результат, свидетельствующий о наличии достаточного противотуберкулезного иммунитета; 8—12 мм — положительный результат и 13—20 мм — резко положительный ре­зультат, требующий дифференциации инфицированности и разви­тия туберкулезного процесса. Последнее достигается учетом вира­жа туберкулиновых реакций двух- или многократной постановкой внутрикожных туберкулиновых проб с интервалом 30—45 дней. Если при повторном введении туберкулина размеры папулы сохраняют­ся, вираж учитывается как отрицательный, исключающий наличие и развитие туберкулезного процесса, при увеличении размеров па­пулы подтверждается диагноз туберкулеза.

Фаготипирование микобактерий позволяет дифференцировать экзогенный и эндогенный характер заражения.

Лечение. Специфическая антибактериальная терапия дости­гается применением противотуберкулезных препаратов I и II ряда. Противотуберкулезные препараты I ряда (тубазид, фтивазид, изониазид, дигидрострептомицин, ПАСК и др.) обладают высоким уровнем противотуберкулезного действия, но к ним возбудитель быстро приобретает устойчивость. Препараты II ряда (этионамид, циклосерин, канамицин, рифампицин, виомицин и др.) менее активны, однако способны оказывать бактериостатическое дейст­вие на микобактерий туберкулеза, устойчивые к противотуберку­лезным препаратам I ряда, поэтому основу рациональной химио­терапии туберкулеза составляет комбинированное применение противотуберкулезных препаратов I и II ряда.

Профилактика заболевания состоит в проведении широких общих санитарно-оздоровительных мероприятий, направленных на укрепление здоровья населения и повышение сопротивляемости организма к туберкулезной инфекции; усиление специфической профилактики туберкулеза путем расширения противотуберкулез­ной вакцинации и ревакцинации; улучшение оздоровительной работы в очагах туберкулезной инфекции; выявление туберкулеза на ранних стадиях заболевания; повышение эффективности лече­ния больных туберкулезом; дальнейшее развитие противотубер­кулезных учреждений (диспансеров, больниц, санаториев, сана­торных школ-интернатов и др.); проведение мероприятий по борьбе с туберкулезом крупного рогатого скота, свиней, птиц, в части не­допущения инфицирования человека и др.

Особое место в эпидемиологическом контроле распростране­ния туберкулеза принадлежит профилактической вакцинации, осуществляемой с помощью живой ослабленной (аттенуированной) вакциныБЦЖ. Эта вакцина — выдающийся результат 13-летних исследований А. Кальметта и Ш. Герена, получивших в результате

18 «МЧК|11>6ИОЛОГИЯ»273

239 последовательных пассажей вирулентного штамма Vа11е дан­ный вакцинный штамм. Вакцина БЦЖ обладает определяющим иммунобиологическим свойством «остаточной вирулентности», то есть способностью приживаться в организме, вызывать локальные, специфические для туберкулеза патоморфологические изменения в виде формирования туберкулезных бугорков с бесказеозным раз­витием, аллергизировать организм и сообщать ему специфическую невосприимчивость к туберкулезу. В СССР противотуберкулезную вакцинацию начали проводить с 1929 года, когда в Харьковском НИИ вакцин и сывороток была подтверждена безопасность и эф­фективность вакцины БЦЖ.

С введением обязательных, плановых прививок туберкулез стал эпидемиологически контролируемым заболеванием. Календарь прививок рассчитан с учетом того, что жизнеспособность вакцин­ного штамма сохраняется в организме пять лет, и состоит из вак­цинации и ревакцинаций, которые проводятся внутрикожно в дозе 0,05 мг. В Украине вакцинация проводится на третий день после рождения, а ревакцинации: в пять—семь (первая), 10—12 (вторая), 15—17 (третья), 25—27 (четвертая) лет.