Как исследовали и лечили туберкулёз. История борьбы

Туберкулез — одно из древнейших заболеваний, которое преследует человечество на протяжении всей его истории. Возбудитель туберкулеза достаточно подробно изучен, поэтому существуют эффективные лекарства и результативные методы лечения. Самое главное — выявить тот самый возбудитель на ранних стадиях, пока инфекция еще не окрепла. Это поможет избавиться от бактерии и предотвратить серьезные последствия для организма.

Диагностика заболевания

Одним из наиболее простых и результативных анализов является исследование мокроты – отхождения выделений при кашле, в ней при анализе  определяют микобактерии туберкулеза. Диагноз может быть поставлен достаточно точно, если  сбор мокроты на микобактерии туберкулеза был произведен с соблюдением всех правил.

Виды анализов мокроты:

  • общий;
  • бактериоскопический;
  • бактериологический анализ на посев;
  • анализ мокроты на ВК;
  • анализ на микобактерии туберкулеза;
  • исследование на наличие кислотоустойчивых микобактерий;
  • микобактерии в мокроте;
  • цитологические исследования;
  • проба Коха.

При исследовании мокроты могу быть выявлены  и нетуберкулезные микобактерии.

Результативными методами являются рентген грудной клетки и проба Манту. Можно сделать анализ мочи на микобактерии туберкулеза.

Диагностика заболевания

Для диагностики используется метод ПЦР. Повышенная чувствительность предполагает обнаружение микобактерии туберкулеза и определение ДНК единичных клеток. Метод ПЦР и определение ДНК микобактерии туберкулеза исключает перекрестные реакции, и достоверность метода достигает 100%.

Существуют различные виды микобактерий туберкулеза. К их числу не относятся атипичные микобактерии. Желательно для подтверждения эффективности выбранного курса лечения регулярно повторять сдачу анализов, в числе которых находится проба Коха и анализ крови на антитела к микобактериям туберкулеза.

При выборе лечения главная задача – определение чувствительности микобактерии, полученной от больного, и выращенной на посев в питательные среды, к медикаментам.

Питательные среды, применяемых для выращивания микобактерий туберкулеза, могут использоваться для выращивания микобактерий лепры.

Цифры и факты

На 41 % снизились показатели смертности от туберкулёза по сравнению с уровнем 1990 года.

Более 50 млн пациентов успешно излечились от туберкулёза начиная с 1995 года.

Туберкулёз является второй самой распространённой причиной смертности от инфекционного заболевания на Земле, уступая только ВИЧ/СПИДу.

Примерно каждый четвёртый случай смерти ВИЧ-инфицированных людей происходит из-за туберкулёза.

Случаи заболевания туберкулёзом есть в каждой стране мира, однако больше половины из них приходится на азиатские и африканские страны.

Из-за неправильного или ненадлежащего использования противотуберкулёзных препаратов развивается форма туберкулёза, устойчивая к лекарствам. Она называется МЛУ-ТБ. Лечение в таких случаях будет сложное и дорогое.

Риск возникновения туберкулёза у курильщиков в 2,5 раза выше, чем у некурящих людей. Более того, до 20 % глобальной заболеваемости туберкулёзом связывается с курением табака.

Треть населения мира имеет в организме латентный (неактивный) туберкулёз. Это означает, что пока он не перейдёт в активную фазу (если вообще перейдёт), он не является заразным.

Свойства возбудителя туберкулеза

Морфологические свойства возбудителя туберкулеза:

Свойства возбудителя туберкулеза
Форма клетки прямая или слегка изогнутая палочка
Размер туберкулезной палочки 1-10 мкм в длину; 0,2-0,6 мкм – диаметр
Подвижность жгутиков, ресничек не имеет; неподвижна
Капсула, спора, конидия не образует
Окраска по Граму — невыраженно положительная (+); по Цилю-Нильсену — красные
Размножение простое деление клетки; почкование
Рост медленный, требователен к питательным средам. Для культивирования используют среды, содержащие лецитин
Тип питания возбудителя туберкулеза гетеротроф
Отношение к кислороду факультативный аэроб
Оптимальная температура 37-38°С
рН 6,8-7,2
Продуцируемые ферменты аминотрансферазы, эстеразы, трегаллазы, оксидоредуктазы, каталазы, пероксидазы
Экзотоксины нет
Свойства возбудителя туберкулеза

Строение микобактерии:

Свойства возбудителя туберкулеза
  • Клеточная стенка – очень толстая, содержит большое количество липидов.
  • Цитоплазматическая мембрана – имеет складчатую структуру, образует много мезосом.
  • Цитоплазма с органеллами – содержит от 2-х до 12 гранул с липидами, играющими важную роль в метаболизме клетки.
  • Генетический материал – представлен кольцевой молекулой ДНК.
Свойства возбудителя туберкулеза

Микобактерия туберкулеза является уникальным представителем мира микроорганизмов со свойствами, отличающими ее от других бактерий.

Свойства возбудителя туберкулеза

МБТ обладает своеобразным механизмом выработки лекарственной устойчивости. Палочка Коха становится устойчивой к лекарственным препаратам в результате псевдомутаций – присоединения IS-последовательности к определенным участкам генов.

Свойства возбудителя туберкулеза

Еще одной особенностью туберкулезной палочки является способность образовывать L-формы в организме хозяина при наступлении неблагоприятных условий (чаще всего под действием лекарственной терапии). L-форма представляет собой бактерию, потерявшую клеточную стенку. Вместе с клеточной стенкой теряется и значительная часть антигенов, что делает МБТ невидимой для иммунной системы организма.

Свойства возбудителя туберкулеза

Факторы патогенности микобактерий туберкулеза:

Свойства возбудителя туберкулеза
  • Белки клеточной стенки: антифосфолипидные, антипротеиновые, антиполисахаридные – высокотоксичные, вызывают реакцию ГЗТ в организме человека;
  • Корд-фактор – липиды клетки, подавляющие фагоцитоз, способствуют образованию гранулем и развитию казеозного некроза.
Свойства возбудителя туберкулеза

Корд-фактор является основным фактором вирулентности микобактерий, о его наличии можно судить по форме высеянной чистой культуры. При наличии достаточного количества корд-фактора культуры имеют вид «женской косы» или «жгутов».

Свойства возбудителя туберкулеза

Особенности клеточной стенки МБТ объясняют ее высокую устойчивость в окружающей среде, что способствует ее распространению. Туберкулёзная палочка передается несколькими путями:

Свойства возбудителя туберкулеза
Механизм передачи Путь передачи
Аэрогенный Воздушно-пылевой, воздушно-капельный.
Фекально-оральный Алиментарный, водный, контактный.
Трансмиссивный Парентеральный.
Контактный Прямой, непрямой.
Вертикальный Трансплацентарный.
Свойства возбудителя туберкулеза

Основным источником инфекции является больной человек, выделяющий в окружающую среду достаточное количество микобактерий. Значительно реже заражение может произойти от больного животного.

Читайте также:  Иерсиниоз у собак и кошек: клинически проявления, диагностика, лечение

Антигены

Микобактерия Коха имеет ряд антигенов. Среди них наиболее распространены полисахариды, которые являются антигеном для всех штаммов бактерии. Но помимо основных, каждая новая разновидность бактерии после мутации приобретает свои антигены, специфичные для разных видов.

Среди известных антигенов выделяются:

  • липоидные компоненты клеток;
  • белковые компоненты клеток.

Большинство возбудителей туберкулеза имеют похожие антигены, которые являются общими, независимо от рода и вида бактерии.

Антигены — это специальные вещества, которые провоцируют выделение антител. На данный момент изучены практически все антигены микобактерии Коха.

Диагностические процедуры

Палочку Коха можно обнаружить с помощью микроскопического и микробиологического исследования биоматериала от больного, полимеразной цепной реакции, серодиагностики. Аппаратные методики не выявляют палочку как таковую, но обнаруживают изменения во внутренних органах, вызванные ею.

Диагностические процедуры
  1. Бактериоскопия – исследование мокроты с использованием микроскопа. В баклаборатории готовят мазок, фиксируют и окрашивают его. В поле зрения обнаруживают продолговатые палочки, расположенные одиночно, попарно, цепочками или хаотично. Они окрашиваются по Грамму и по Цилю—Нильсену в ярко-красный цвет, по Муху-Вайссу в фиолетовый цвет. Микробы плохо воспринимают анилиновые красители. Люминесцентная микроскопия позволяет обнаружить микобактерии, окрашенные в бело-желтый цвет.
  2. Культуральный способ выявления микобактерий заключается в посеве биоматериала на селективные питательные среды. Сначала выделяют чистую культуру, а затем ее идентифицируют до рода и вида. Выращивание колоний длится в среднем три месяца. На среде Левенштейна-Йенсена патогенные бактерии образуют слабопигментированные колонии с сухой морщинистой поверхностью. В жидких средах бактерии растут в виде сухой пленки, утолщающейся и падающей на дно пробирки. Возможен диффузный рост в толще среды с ее равномерным помутнением. Первичная идентификация заключается в изучении морфологии, определении скорости роста, способности к образованию пигмента, каталазной активности.
  3. ПЦР — экспресс-методика, позволяющая быстро и точно определить в исследуемом образце генетический материал бактерий. Молекулярно-генетические методы трудоемки: имеют много подготовительных стадий и требуют специального дорогостоящего оборудования.
  4. Серодиагностика — постановка реакции агглютинации, преципитации, связывания комплимента с целью выявления титра антител в крови больного.
  5. Иммунограмма методом ИФА — обнаружение в крови IgM, IgG, IgA к туберкулезной палочке, позволяющее определить стадию заболевания: острая, хроническая, рецидив.
Читайте также:  Вирус Коксаки у детей – как распознать и вылечить

Геном микобактерий туберкулеза

В последние годы интенсивно проводили генетические исследования штамма М. tuberculosis. Количество гуанинцитозиновых основ, которые распределяются на спирали дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), составляет 65,5%. Геном содержит много вставных последовательностей, мультигенных семей, амплифицированных (удвоенных) мест собственного обмена веществ.

РНК-молекулы кодируют около 50 генов, в частности:

  • три вида рибосомных РНК, которые синтезируются из уникального рибосомного оперона;
  • гены, кодирующие 108-РНК, включается в процесс разрушения белков (выявлено, что эти 108-РНК кодируются так называемыми ненормальными и РНК-мессенджерами);
  • гены, кодирующие РНК-компонентную РНКазу Р;
  • гены транспортных РНК.

М. tuberculosis имеет 11 рецепторзависимых гистидинкиназ, несколько цитоплазматических киназ и немного генов, участвующих в регуляторных каскадах. В М. tuberculosis является группа эукариотических серинтиреонинових протеинкиназ, отвечающих за фосфорилирование в бактериальной клетке.

Для осуществления липидного обмена в М. tuberculosis синтезируются приблизительно 250 ферментов. Окисление жирных кислот обеспечивают такие ферментные системы:

1. РабА / РабВ-Р-оксидазные комплексы.

2. Тридцать шесть ацил-СоА-синтетаз и группа из тридцати шести ацил-СоА-синтетазсвязанных белков.

3. Пять ферментов, завершают цикл окисления (реакция тиолиза 3 кетоэстеров).

4. Четыре гидроксиацил-СоА-дегидрогеназы.

5. Двадцать один вид белков эноил-СоА-гидратазо-изомеразной группы.

6. Ацетил-СоА-С-ацетилтрансферазы.

Патогенность М. tuberculosis обусловлена ​​также такими факторами, как: 1) антиоксидазная каталазная-пероксидазная система;

2) сигма-фактор;

3) МСЭ-оперон, кодирующий белки внутриклеточной инвазии;

4) фосфолипаза С;

5) ферменты, продуцирующие компоненты клеточной стенки;

6) гематоглобиноподобные Ре-связующие белки, которые обеспечивают длительное анаэробное существование микобактерий;

7) эстеразы и липазы;

8) значительная антигенная лабильность;

9) наличие различных путей обеспечения антибиотикорезистентности;

10) наличие актериоцинов с цитотоксическим действием (некоторые поликетины).

Сколько живет туберкулезная палочка и от чего погибает?

Микобактерии распространены в природе довольно широко. Они достаточно устойчивы к воздействию разных физических и химических факторов. Больше того, они являются составляющей нормальной микрофлоры почвы. Количество и видовой состав МБ в почве зависит от геологических, географических и климатических факторов, а также от характера и питательных веществ в грунте. Частота их зависит от биологической активности этой почвы. Культуры МБ можно выделить из всех видов грунта, но больше всего – из полевых (86-100%), реже из лесных (40%) почв.

Устойчивость возбудителя во внешней среде

Стойкость МБ зависит от среды, в которой они находятся. Высокая температура пагубно воздействует на все типы микобактерий, поэтому и распространенность этих бактерий в окружающей среде разная. Но и на стойкость к температурному фактору также влияет густота суспензии микобактерий.

Некоторые виды в подходящих условиях могут размножаться не только в живом организме, но и в окружающей среде. В отдельных случаях M. tuberculosis выделяли из водопроводной воды и даже из проточной воды очистительной станции. Микобактерии были выделены от жаб, клещей, дождевых червяков и многих других живых объектов.

Читайте также:  Инструкция по применению препарата Реамберин

Летом на открытом воздухе в воде M. tuberculosis на свету выживают 12 дней, а в темноте при комнатной температуре – два года. Летом в почве МБТ теряют вирулентные свойства спустя 4-5 месяцев, продолжительность их выживания составляет 7-8 месяцев. Осенью в почве микобактерии могут сохранять свою вирулентность до 7 месяцев, а продолжительность их выживания составляет 21 месяц. В мерзлых грунтах бактерия сохраняет жизнеспособность и патогенность на поверхности до 12 месяцев, а на глубине 10-20 см – до 36 месяцев. В городской пыли МБ могут сохраняться на протяжении 10 дней.

В стоках МБТ сохраняются 11-15 месяцев, в реках – 2,5 месяца, в водах городского водопровода – полгода, а в проточной воде – более года.

Важно знать, при какой температуре погибает палочка Коха. Во время нагревания до +60 °С M. tuberculosis погибают в течение 30-50 минут, до +80 °С – через 5 минут. М. аvium выдерживает нагревание до +65 °С, М. bovis – до +75 °С. M. tuberculosis, которые сохраняются в жидкой мокроте, гибнут при кипячении в течение 5 минут, в высушенной мокроте – только через 45 минут.

Сколько живет туберкулезная палочка и от чего погибает?

В сухом горячем воздухе (100 °С) возбудители чахотки гибнут только через один час. Высушивание, гниение и низкие температуры МБ хорошо переносят. При температуре -+23 °С их жизнеспособность сохраняется до 7 лет. При замораживании до -76 °С микобактерии остаются живыми до 180 суток.

Прямой солнечный свет обезвреживает МБТ человеческого вида через 60 минут воздействия, микобактерии туберкулеза птичьего вида – через 40-50 минут, рассеянный солнечный свет убивает микобактерии туберкулеза через 40-80 суток. Летние солнечные лучи обезвреживают M. tuberculosis через 30 минут, весенние и осенние – через 1 час, а зимние – через 2 часа. Ультрафиолетовые лучи убивают МБТ через 2-3 минуты.

В помещении

В условиях помещения (включая одежду, мебель и другие бытовые предметы) МБТ способны выживать до 6 недель. На страницах книг микобактерии могу жить больше трех месяцев.

  1. tuberculosis длительный промежуток времени могут выживать в молочных продуктах. В масле, которое хранится в холодильнике, они сохраняют жизнеспособность до 300 суток, в сыре – до 260 суток, в молоке – 14-18 суток. М. аvium хорошо сохраняется в яйцах. В круто сваренных яйцах М. аvium остается жизнеспособным и не теряет вирулентности. В замороженном мясе бактерии сохраняются до 1 года.

В молоке и сливках, замороженных до -8 °С, микобактерии погибают через 120 суток. Для уничтожения микобактерий туберкулеза в молоке его нужно довести до температуры +65 °С и выдержать не менее 30 минут или кипятить в течение 5 минут.

Смотрите также: Как не заболеть туберкулезом: меры профилактики заражения

Характеристики бациллы

После установления и изучения микобактерии стали ясны причины ее неуловимости под микроскопом: плотная восковая оболочка не давала лабораторным жидкостям окрасить палочку, и она оставалась прозрачной, а значит, и невидимой.

Эта же оболочка делает её неуязвимой ко многим трудностям существования. Именно поэтому бактерия долгое время существует без воды, при пониженных температурах, без питания. Она просто впадает в анабиоз, чтобы при благоприятных условиях возвратиться к жизни.