Возбудитель сапа (Burkholderia mallei): морфология, культуральные свойства

Сап был известен еще в Древней Греции, и существующее поныне его латинское наименование «malleus» было дано Аристотелем. Вплоть до конца XIX в. болезнь людей и лошадей не была связана общим этиологическим фактором. Более того, до момента открытия возбудителя совершенно самостоятельными заболеваниями считались собственно сап с проявлениями в виде пневмонии и поражения верхних дыхательных путей и кожная форма, именовавшаяся «farcy». Впервые возбудитель сапа как этиологический фактор данного заболевания описан в 1882 г. F. Loefflr и Н. Stutz, а уже на следующий год (1883) сапная палочка была выделена у больного человека Н.П. Васильевым.

Именно в эти годы окончательно был решен и вопрос о заразности сапа. Суть отрицания контагиозности сапа до момента выделения возбудителя в чистой культуре и появления возможности постановки опытов по экспериментальному заражению животных объяснялась следующим. Во-первых, в гнойном отделяемом от больных лошадей возбудитель выявляется в очень низких концентрациях, и даже в настоящее время требуются биологическая проба или специальные питательные среды для выделения чистой культуры. Во-вторых, до разработки диагностических средств, в первую очередь, специфического аллергена (маллеина), в ветеринарной практике сап часто смешивали с мытом — болезнью, вызываемой стрептококком и имеющей гораздо меньшее, чем сап, эпизоотологическое значение.

Еще в начале прошлого века, включая период первой мировой войны, сап наносил огромные потери сельскому хозяйству и армии. Только в России ежегодно от сапа погибало от 10 до 20 тыс. лошадей и заболевало в той или иной форме около 200 человек обслуживающего персонала. Затем введение жестких ветеринарных требований, предусматривавших уничтожение больных сапом животных, в сочетании с общим резким снижением поголовья лошадей привело к практическому искоренению этого заболевания в странах Европы и Северной Америки. В настоящее время сап в естественных условиях спорадически регистрируется лишь в некоторых азиатских странах (Монголия, Турция, Иран, Ирак) и в Латинской Америке (Сальвадор).

Тяжесть заболевания и возможность аэрогенного пути заражения в сочетании со сложностями диагностики и терапии определяют включение возбудителя сапа в перечень вероятных агентов биологического оружия.

Первое свое биноминальное обозначение в качестве вида микроорганизма возбудитель сапа получил в 1895 г., когда W.Zopf дал описание его свойств и название Bacillus mallei. В последующие годы этот возбудитель практически в каждом новом определителе бактерий перемещался с одной таксономической позиции на другую. В различное время его родовые обозначения были следующими: Pfeifferella, Malleomyces, Loefflerella, Acinetobacter, Actinobacillus, Pseudomonas.

Причина проблем с обозначением этого микроба в период господства в таксономии фенотипических принципов классификации очевидна: с одной стороны, возбудитель сапа в патогенетическом отношении и по своей антигенной структуре очень близок к возбудителю мелиоидоза; с другой стороны, будучи облигатным паразитом, он утратил ряд свойств, типичных для сапронозов, — лишен жгутиков, более прихотлив в отношении питательных сред, усваивает гораздо меньший набор химических соединений в качестве источника азота и энергии, цитохромоксидазная реакция у него настолько замедленная, что многие исследователи считают ее отрицательной. Все это затрудняло определение рода возбудителя, и только внедрение в практику таксономии генетических методик, учитывающих при классификации микроорганизмов степень филогенетической связи между отдельными видами, позволило определить современное положение возбудителя сапа — вид Burkholderia mallei, род Burkholderia, семейство Burkholderiaceae с типовым видом В. cepacia.

Возбудитель сапа (Burkholderia mallei)

а) Морфологические и культуральные свойства. B.mallei представляет собой прямую или слегка изогнутую цилиндрическую палочку длиной 1,0-4,0 мкм и шириной 0,3-0,6 мкм с закругленными концами. Морфология клеток меняется в зависимости от состава питательной среды, температуры выращивания и других факторов. В молодых культурах выявляют округлые, овоидные формы, в старых культурах возбудитель сапа более полиморфный: обнаруживаются кокковидные элементы и нитевидные формы с образованием узловатых и шишковидных утолщений за счет гранул полибетагидрооксимасляной кислоты (ПБГМ).

Возбудитель сапа грамотрицателен, слабо окрашивается обычными анилиновыми красителями. Интенсивность окраски повышается при добавлении растворов фенола или едкого кали. Микробы, выделенные из патологического материала и выращенные на искусственных питательных средах, имеют биполярную окраску.

Возбудитель сапа спор не образует, жгутиков не имеет, на поверхности клеток образования типа фимбрий не выявлены, у ряда штаммов при выращивании культуры in vivo обнаруживаются капсулы.

Возбудитель сапа — строгий аэроб. Растет на обычных питательных средах — мя-сопептонном агаре и бульоне с добавлением 5% глицерина. Можно использовать агар на основе гидролизата казеина, а также питательный агар и триптиказосоевый агар («Difco», США). Температурный оптимум роста 37°С, pH 6,8-7,0. Не растет ни при 42°С, ни при 5°С. На плотных питательных средах может проявляться морфологическая диссоциация колоний. Наиболее типичным является рост на агаровых средах с глицерином в виде круглых полупрозрачных слизистых серовато-белых колоний (S-форма). Постепенно разрастаясь, они в дальнейшем сливаются, образуя вязкий слизистый начет. R- и М- морфологические диссоцианты, в отличие от возбудителя мелиоидоза, наблюдаются редко.

На глицериновом бульоне растет, создавая равномерное помутнение и придонный слизистый осадок, на поверхности формируется тонкая серовато-слизистая пленка.

Колонии В. mallei не образуют пигментов, при постановке стандартных проб на гемолиз — реакция отрицательная. Общепринятая селективная среда для этого вида буркхольдерий не разработана, широко используемые в качестве ингибиторов посторонней микрофлоры при выделении из внешней среды и патологического материала В. pseudomallei и В. cepacia аминогликозиды подавляют рост В. mallei. Имеются рекомендации на случай хранения культур или первичного подращивания добавлять в качестве ингибиторов посторонней микрофлоры генцианвиолет (0,3%) и полимиксин В (50 мкг/мл).

Возбудитель сапа (Burkholderia mallei)

Биохимическая активность адаптированного к паразитическому образу жизнедеятельности возбудителя сапа проявляется в гораздо меньшей степени по сравнению с другими видами буркхольдерий, преобладающее большинство которых является сапрофитами. Одной из особенностей этого вида является относительно медленный рост и замедленность типичных диагностических реакций, что создает определенные проблемы при их учете в случае использования стандартных систем бактериологической диагностики. При этом отмечается более высокая ферментативная активность у свежевыделенных или пассированных штаммов, затем она снижается при длительном хранении культур в лабораторных условиях. Являясь аэробным микробом, В. mallei обладает необходимым комплексом цитохромов, обеспечивающих транспорт электронов. Однако оксидазная активность культур возбудителя сапа настолько замедленная (60-120 с), что позволяет многим исследователям считать ее отрицательной и включать эти культуры в группу оксидазоотрицательных.

Неоднозначные результаты получают и при изучении нитратредуктазной активности. Большинство штаммов способно переводить нитраты в нитриты, но без дальнейшего их преобразования до газообразных азотистых продуктов. Протеазная активность штаммов В. mallei довольно легко выявляется по гидролизу желатина; расщепление молочного казеина происходит более замедленно. В комплексе выявляемых в фильтратах культур протеаз эластаза не обнаружена. Липазная и лецитиназная активность в стандартных тестах также не проявляется. Однако в фильтратах культур обнаружены фосфолипаза С и фосфатазы. При исследовании способности возбудителя сапа расщеплять и усваивать отдельные углеводы выявлен широкий набор простых и сложных соединений, которые он разлагает до кислоты в аэробных условиях.

В то же время получены данные, имеющие диагностическое значение — неспособность В. mallei усваивать в качестве источника энергии L-арабинозу, рамнозу, сахарозу, мальтозу. Данные об усвоении ксилозы противоречивы. Основным путем превращения аминокислот у возбудителя сапа является переаминирование при помощи трансаминаз. Декарбоксилазы аминокислот у него не выявлены, расщепление аргинина происходит при помощи аргининдигидролазы.

б) Устойчивость к факторам окружающей среды. Устойчивость В. mallei к воздействию факторов окружающей среды и антибактериальным средствам невысока. При прогревании до 56"С она погибает в течение 10 мин, а при кипячении почти моментально. Показано довольно быстрое отмирание возбудителя во внешней среде при воздействии высыхания и УФ-облучения. Для заключительной дезинфекции и обработки лабораторных помещений, где проводится работа с возбудителем сапа, используют растворы хлорсодержащих соединений (хлорамин, хлорная известь, гипохлорит кальция или натрия), перекиси водорода, формальдегида или лизола. Чувствительность и устойчивость В. mallei к химиотерапевтическим препаратам представлена в таблице ниже.

Возбудитель сапа (Burkholderia mallei)

в) Факторы патогенности. Изучение факторов патогенности возбудителя сапа находится фактически на начальном этапе. В большинстве случаев имеющийся материал был получен в качестве сравнения с данными по близкородственному виду (В. pseudomallei). Выделенный из клеточной стенки В. mallei О-антиген обладает всеми типичными для грамотрицательных палочек свойствами эндотоксина. Описан внеклеточный капсульный полисахарид, обеспечивающий антифагоцитарную резистентность микроорганизма. Показано наличие у него III типа секреции, при этом выявлены тождественные возбудителю мелиоидоза гены на 2-й хромосоме, ответственные за этот процесс.

Проведены также опыты по получению изогенных культур со сниженной вирулентностью за счет инсерционного мутагенеза с альтерацией функции отдельных участков обеих хромосом В. mallei, однако для установления точного механизма снижения вирулентности, выявленного у полученных мутантов, требуются дополнительные исследования.

- Читать далее "Антигены и генетика возбудителя сапа (Burkholderia mallei)"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 30.1.2020

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.