Микробиология с основами эпидемиологии и методами микробиологических исследований

Смесью вирусов и сывороток можно заражать куриные эмбрионы или чувствительных животных. В таких случаях нейтрализующую активность антител чаще всего определяют по нейтрализации вирусных гемагглютининов в жидкостях эмбриона и устранению смертельного действия вируса на эмбрионы и животных. Одновременно вычисляют индекс нейтрализации, выражающий максимальное количество смертельных доз вируса, которое нейтрализуется данной сывороткой, по сравнению с результатами контрольного опыта, принимаемыми за единицу.

Подобным образом с помощью РН идентифицируются вирусы, выделенные из материала больных, при заражении им куриных эмбрионов и животных. Для этого к вируснейтрализующим сывороткам прибавляют вируссодержащие жидкости эмбрионов и взвеси пораженных органов животных. После определенного времени инкубации смесями инфицируют культуры клеток, куриные эмбрионы и животных.

В серодиагностике вирусных инфекций определяют динамику нарастания титра вируснейтрализующих антител по известному вирусу. При этом ставят РН с парными сыворотками, взятыми от больных в начале и в конце болезни. Диагностическим явится 4-кратное возрастание титра иммуноглобулинов во второй из них.

Реакция нейтрализации основана на способности специфических антител достаточно прочно соединяться с вирусной частицей. В результате взаимодействия между вирусом и антителом происходит нейтрализация инфекционной активности вируса вследствие блокады антигенных детерминант, ответственных за соединение вирусной частицы с чувствительными клетками. В результате вирус утрачивает способность размножаться в чувствительной к нему биологической системе in vitro или in vivo.

Результаты РН становятся очевидными после того, как смесь вируса и гомологичных ему антител после определенной по времени экспозиции будет внесена в чувствительную биологическую систему (тканевая культура клеток, куриный эмбрион, организм восприимчивого животного), где вирус может размножаться и вызывать поддающиеся учету изменения, которые будут подавлены частично или полностью в присутствии антител.

В РН участвуют три компонента: а) вирус, б) сыворотка, содержащая антитела, в) биологический объект (лабораторные животные, развивающиеся куриные эмбрионы, тканевые культуры). Выбор компонента зависит от вида вируса, с которым предполагается проводить исследования.

Реакцию нейтрализации используют либо для идентификации выделенного возбудителя, либо для обнаружения и титрования антител в сыворотках.

В первом случае пользуются сыворотками специально иммунизированных лабораторных животных или переболевших людей. Во втором – применяют сыворотки, взятые в начальной стадии болезни и в период реконвалесценции.

Вируснейтрализующие антитела в сыворотках переболевших людей в отличие от антигемагглютининов или комплементсвязывающих антител сохраняются многие годы, а при некоторых вирусных инфекциях (например, при кори) даже пожизненно. Это позволяет в ряде случаев использовать пул сывороток многих реконвалесцентов в качестве референс-препарата, который после разлива в ампулы и лиофилизации пригоден для диагностической работы в течение длительного времени.

При идентификации выделенных возбудителей пользуются заранее приготовленными гипериммунными сыворотками различных животных: кроликов, белых крыс и мышей, морских свинок, обезьян, баранов, лошадей и т. д.

Активность гипериммунных сывороток для РН зависит от способа иммунизации животных.

Перед постановкой каждого нейтрализационного опыта вирус предварительно титруют, определяя конечное разведение, вызывающее повреждение культуры ткани либо инфицирование лабораторных животных (или куриных эмбрионов).

Титр вируса выражают в 50 % дозе (ТКИД

– 50 % инфекционная доза для тканевой культуры).

Глава 7

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МИКРООРГАНИЗМА С ОРГАНИЗМОМ ЧЕЛОВЕКА И МИКРОЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА

Первоначально в историческом плане под инфекцией понимали заражение венерическими заболеваниями. В настоящее время термин инфекционный процесс, инфекция (от лат. inficio – загрязнять, вносить что-либо извне) обозначает эволюционно сложившиеся взаимоотношения восприимчивого человеческого организма (макроорганизма) и болезнетворного, или патогенного, микроорганизма в определенных условиях внешней и социальной среды. Крайней степенью этого взаимодействия является инфекционная болезнь – совокупность обусловленных биологическими агентами расстройств нормального функционирования организма. Клинические проявления инфекционного процесса изучает наука инфектология, а проявление инфекции в человеческих коллективах изучает эпидемиология.

Термин эпидемия происходит от греческих слов эпи — в, на и демос – народ. Целью эпидемиологии является изучение механизма возникновения и развития эпидемического процесса, а также разработка и применение методов предупреждения инфекционных болезней и борьбы с ними.

7.1. Особенности эпидемиологии инфекционных заболеваний

Патология инфекционной природы имеет характерные отличия от других заболеваний:

1. Инфекционные болезни вызываются живыми микроорганизмами, за исключением вирусов и прионов.

2. Инфекционным болезням свойственна контагиозность (заразность).

3. Для инфекционных болезней характерен скрытый (инкубационный) период.

4. После перенесенных инфекционных болезней, как правило, развивается невосприимчивость к повторному заражению тем же возбудителем (иммунитет).

В годы «золотого века» микробиологии (конец XIX – начало XX в.) господствовала так называемая триада Коха, которая подчеркивала ведущую роль микроорганизма в развитии инфекционнoго процесса. Основные постулаты этой триады:

• микроорганизм всегда должен встречаться при конкретной инфекции и не встречаться у здоровых индивидуумов или у больных другими инфекциями;

• микроорганизм должен быть выделен от больного в чистой культуре;

• чистая культура микроорганизма, введенная в организм другого человека (лабораторного животного), должна вызывать то же самое заболевание.

В дальнейшем эмпирические наблюдения привели к полному пересмотру всех положений этой доктрины. Было установлено, что развитие болезни зависит не только от свойств возбудителя, но и от состояния макроорганизма (организма человека), которое, в свою очередь, определяется условиями его существования. Наиболее полно сущность взаимоотношений патогенных микроорганизмов с организмом человека раскрыл В. Д. Беляков в 1986 г., описавший процесс взаимодействия гетерогенных (чужеродных) популяций паразита и хозяина, наступающий при наличии необходимых и достаточных социальных и природных факторов и проявляющийся у зараженных людей развитием манифестных (явных) и бессимптомных форм инфекций.

Инфекция – это сложное биологическое явление, возникающее в результате взаимодействия микроорганизмов с макроорганизмами животного или растительного происхождения. Она отображает общебиологический закон симбиоза, сформировавшегося в процессе эволюции. Все разновидности симбиотических взаимоотношений (комменсализм, мутуализм, паразитизм), наблюдаемые у высокоорганизованных живых существ, присущи также и микроорганизмам. При комменсализме совместное существование нормальной микрофлоры тела человека и самого человеческого организма никому из членов сообщества не наносит ущерба.

При мутуализме из совместного существования оба члена сообщества извлекают пользу. Так, многие представители микрофлоры толстого кишечника синтезируют биологически активные вещества, утилизируя, в свою очередь, питательные субстраты, поступившие в желудочно-кишечный тракт. И только при паразитизме микроорганизм наносит существенный вред своему хозяину – человеческому организму.

Под источником инфекции подразумевают любую естественную среду (резервуар) обитания патогенного микроорганизма. Как правило, это заболевший или инфицированный человек, от которого могут заразиться другие люди. Однако инфекцию нельзя отождествлять исключительно с микроорганизмом – возбудителем заболевания. Большую роль играет восприимчивость человеческого организма. И третьим компонентом в сложном взаимодействии микро- и макроорганизма является механизм передачи возбудителя.

Инфекционные болезни проявляются, как правило, формированием эпидемических очагов (место заражения и нахождения заболевшего человека, окружающие его люди и животные, а также сама территория, в пределах которой возможно заражение).

Под эпидемическим процессом следует понимать возникновение и распространение инфекционных заболеваний. Это непрерывная цепь последовательно возникающих однородных заболеваний. Данный процесс проявляется в форме эпидемической и экзотической заболеваемости.

Эпидемическая заболеваемость постоянно наблюдается в конкретной местности, а экзотическая отмечается при завозе инфекций в те районы, где ранее эта инфекция не отмечалась. Для характеристики интенсивности эпидемиологического процесса используются такие понятия как спорадическая заболеваемость, эпидемическая вспышка, эпидемия и пандемия.

Спорадическая заболеваемость – это обычная характерная для данной местности и времени года заболеваемость, характеризующаяся появлением отдельных разрозненных случаев инфекции. Под эпидемической вспышкой следует понимать ограниченный во времени и по территории резкий подъем заболеваемости, связанный с одномоментным заражением. Эпидемия — это более широкое распространение инфекции, значительно превышающее обычно регистрируемый в данной местности уровень заболеваемости. Пандемия – огромное как по уровню, так и по масштабам распространение инфекции, с охватом ряда стран, континентов и даже всего земного шара. Под терминами эпизоотия (панзоотия) следует подразумевать эпидемию (пандемию) у животных.

Выделяют следующие классы инфекций, исходя из их источника: антропонозы (передаются от человека); зоонозы (передаются от животных); сапронозы (возбудители локализованы во внешней среде). Под механизмом передачи следует подразумевать эволюционно сложившийся способ переноса патогенных микроорганизмов от источника инфекции в восприимчивый человеческий организм. Он состоит из трех фаз:

– выведения микроорганизма из зараженного макроорганизма;

– пребывания микроорганизма во внешней среде;

– внедрения в другой организм.

При этом механизм передачи возбудителя может быть реализован тремя путями: фекально-оральным (энтеральным); воздушнокапельным (аэрозольным); контактно-бытовым (трансмиссивным).

Входные ворота инфекции – это ткани, лишенные физиологической защиты против конкретного возбудителя той или иной инфекции. К ним относятся слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта при энтеральных инфекциях, слизистые оболочки трахеи и бронхов при аэрозольных инфекциях, кожа и слизистые оболочки при контактно-бытовых инфекциях.

Под восприимчивостью человека к инфекции следует понимать биологические свойства тканей организма человека являться как бы питательной средой для размножения микроорганизмов и отвечать на их внедрение развитием инфекции. Степень восприимчивости зависит от индивидуальной реактивности человека.

Активность эпидемического процесса меняется под влиянием природных и социальных условий. К природным условиям относят климат, ландшафт, окружающий человека, животный и растительный мир, наличие очагов инфекционных заболеваний, стихийные бедствия.

Более значимо влияние социальных условий. Это все многообразие условий жизни: плотность населения, жилищные условия, санитарно-коммунальное благоустройство населенных пунктов, материальное благосостояние, условия труда, культурный уровень человека, миграция населения и, наконец, состояние здравоохранения.

7.2. Общая характеристика инфекционного процесса

Любое инфекционное заболевание характеризуется цикличностью течения.

1. Инкубационный период начинается с момента внедрения микроорганизма в макроорганизм до появления первых клинических симптомов болезни. Длительность данного периода составляет от буквально часов до нескольких недель. В это время происходит адгезия микроорганизма на слизистых оболочках небных миндалин, дыхательных путей, желудочно-кишечного и мочеполового трактов. При этом микроорганизм, как правило, не выделяется во внешнюю среду, т. е. больной пока не представляет опасности для окружающих. 2. В продромальном периоде, который длится обычно 1 – 2 суток, регистрируются такие неспецифические признаки болезни, как общая слабость, головная боль, повышение температуры тела. Однако типичные для каждого конкретного инфекционного заболевания (патогномонические) симптомы не выявляются. В это время происходит колонизация чувствительных клеток макроорганизма. Возбудитель болезни уже может выделяться во внешнюю среду.

3. В период разгара болезни появляются патогномонические симптомы, характерные для данной конкретной болезни. В это время имеет место интенсивное размножение возбудителя в организме, накопление больших количеств токсинов и ферментов, поступающих в кровь. Возбудитель активно выделяется из организма больного во внешнюю среду.

4. Период реконвалесценции (выздоровления) характеризуется нормализацией функций организма с прекращением размножения и гибелью (последнее происходит необязательно) возбудителя.