Антигены возбудителя дифтерии (C. diphtheriae)

Наиболее активным и достаточно изученным антигеном дифтерийных бактерий является продуцируемый ими токсин. По антигенной специфичности дифтерийный токсин однороден у всех биотипов. Кроме токсина, антигенами являются макромолекулы поверхностных клеточных структур, малоизученные к настоящему времени.

Известно, что в состав клеточной стенки С. diphtheriae входят термостабильные и термолабильные компоненты, имеющие различную антигенную специфичность. Термостабильные компоненты обладают групповой (межвидовой) специфичностью, так как обнаружены у многих представителей рода коринебактерий. За групповую специфичность ответственны, в частности, полисахариды маннан и маннаногалакгоарбан, а также поверхностные липиды. Термолабильные антигены, напротив, не встречаются у других видов коринебактерий и разнообразны даже внутри вида С. diphtheriae. Они содержат белковую и небелковую фракции. Эти антигены характеризуются узкой внутривидовой (типовой) специфичностью и весьма многочисленны, особенно внутри биотипа mitis.

а) Генетические особенности. Геном С. diphtheriae мало изучен, за исключением генов, ответственных за токсинообразование. Известно, что ген, кодирующий продукцию дифтерийного токсина (tox+), связан с геном умеренного дифтерийного фага (|3-фагом) и может быть перенесен чувствительным к этому фагу нетоксигенным бактериям. В результате нетоксигенные бактерии становятся токсигенными и одновременно лизогенными, т.е. несущими частицы β-фага. Этот процесс называется фаговой конверсией к токсигенности. Фаговая конверсия в условиях эксперимента происходит быстро — в течение 1 ч после смешения нетоксигенной дифтерийной культуры и материала, содержащего β-фаг.

Однако в природе подобное явление — превращение нетоксигенного дифтерийного штамма в токсигенный в организме человека — никто не наблюдал. Дело в том, что конвертирующий умеренный фаг содержится в токсигенной клетке. При передаче лизогенных дифтерийных клеток новому лицу, инфицированному чувствительными к фагу нетоксигенными бактериями, реципиент получает токсигенный и лизогенный штамм. Следовательно, прежде всего происходит передача токсигенного штамма, которая одновременно может сопровождаться и конверсией к токсигенности уже имеющегося у заразившегося лица нетоксигенного штамма. Но самостоятельного эпидемиологического значения (передача только конвертирующего фага, без содержащих его токсигенных палочек) это явление не имеет, что подтверждено многочисленными эпидемиологическими наблюдениями.

Человек, инфицированный токсигенными лизогенными бактериями, не выделяет во внешнюю среду частицы конвертирующего фага без несущих его токсигенных бактерий.

Осуществить фаговую конверсию в эксперименте при помощи умеренных дифтерийных фагов удавалось у некоторых штаммов коринебактерий, патогенных для животных, — С. ulcerans и С. pseudotuberculosis. Встречаются «дикие» штаммы С. ulcerans, несущие ген tox+ и продуцирующие дифтерийный токсин (см. ниже).

Возбудитель дифтерии (Corynebacterium diphtheriae)

Если конвертирующий фаг удается внести в чувствительную к нему бактерию без особого труда, то удалить его оттуда крайне непросто. Это удавалось в эксперименте при обработке культуры акридин-оранжевым красителем и близкими соединениями. Спонтанной утраты токсигенности в естественных условиях или при культивировании выявить не удавалось, несмотря на многочисленные попытки. Недаром английские исследователи говорят: «Один раз токсигенен — всегда токсигенен». Случаи смены токсигенного штамма на нетоксигенный и обратно у одного и того же лица объясняют инфицированием новым штаммом, а не изменением признака tox+.

б) Внутривидовое разнообразие дифтерийных бактерий. Вид C.diphtheriae как уже указывалось, подразделяется на культурально-биохимические типы с вариантами. Кроме того, по способности продуцировать токсин штаммы вида C.diphtheriae делят на токсигенные и нетоксигенные. Генетическая основа этого деления описана выше. Принадлежность к тому или иному биотипу не коррелирует с токсигенностью, но замечено, что нетоксигенные штаммы чаще встречаются среди представителей биотипа mitis, чем gravis.

На основании поверхностных термолабильных антигенов в 30-50-е годы XX в. были сделаны многочисленные попытки разделить вид C.diphtheriae на ряд серотипов, выявляемых путем реакции агглютинации с типовыми иммунными сыворотками. Было создано несколько схем типирования, преимущественно для штаммов биотипа gravis. Однако оказалось, что многие штаммы не могут быть типированы, так как являются спонтанно агглютинирующимися, что связано с накоплением в клетках поверхностных липидов. По этой причине, а также потому, что токсигенные штаммы, циркулирующие на определенной территории, обычно принадлежат к одному и тому же серотипу, серотипирование дифтерийных бактерий не нашло широкого применения в практике для их эпидемиологической маркировки.

С целью маркировки отдельных штаммов более перспективным оказался метод фаготипирования при помощи набора типовых лизирующих фагов, так как при этом удается выявить большее число вариантов, чем при серотипировании. Наиболее полноценный набор удалось создать в отношении токсигенных штаммов биотипа gravis. Фаготипирование позволяет выявить источники инфекции и проследить передачу возбудителя от одного лица другому. Однако применение фаготипирования на практике возможно только при наличии типовых бактериофагов промышленного изготовления.

Предложены методы внутривидового разграничения штаммов С. diphtheriae по способности продуцировать бактериоцины (корицины) и по чувствительности к ним. В первом случае штаммы подразделили на корициногенные типы, во втором — на корицинотипы. Некоторые штаммы одновременно обладают и корициногенностью, и корициночувствительностью. Оба метода громоздки, маркировка циркулирующих дифтерийных штаммов не совпадает у разных авторов; кроме того, использование данных методов требует большого набора индикаторных штаммов. В связи с этим они не нашли применения на практике.

Наиболее перспективным является подразделение вида C.diphtheriae на генетические клоны. В частности, это удается сделать на основании мультилокусного энзимного электрофореза, позволяющего разделить вид на энзимотипы, строго соответствующие генетической структуре штаммов. Более распространен прямой генетический подход, например, маркировка штаммов на основании нуклеотидного состава рибосомальной РНК (рРНК). Гены рРНК оказались достаточно консервативны, и на основании их общности вид С. diphtheriae удается подразделить на риботипы. Молекулярное типирование является наиболее достоверным методом выявления «эпидемических» клонов.

- Читать далее "Факторы патогенности возбудителя дифтерии (C. diphtheriae)"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 25.11.2019

Остались вопросы или замечания?

Все размещенные статьи преследуют образовательную цель и предназначены для лиц имеющих базовые знания в области медицины.
Без консультации лечащего врача нельзя применять на практике любой изложенный в статье факт.
Жалобы и возникшие вопросы просим присылать на адрес statii@dommedika.com
На этот же адрес ждем запросы на координаты авторов статей - быстро их предоставим.