Начиная с 70-х гг. XX века участились сообщения о гнойно-септических заболеваниях, преимущественно бронхолегочных и глазных инфекциях, синуситах, отитах, вызванных комменсалом человека Moraxella catarrhalis. Нередко эти случаи являлись результатом внутирибольничного заражения. Распространению микроорганизма способствовала его возросшая устойчивость к пенициллинам, а также общая тенденция к расширению контингентов лиц с нарушениями иммунной защиты.

Семейство Moraxellaceae включает в себя грамотрицательные неподвижные кокки родов Moraxella, Acinetobacter и Psychrobacter. Свое название семейство и род получили в честь швейцарского офтальмолога Виктора Моракса (Victor Мотах).

Моракселлы являются членами нормальной флоры людей или животных, но пока только М. catarrhalis признана, как оппортунистический патоген человека, хотя есть указания на единичные случаи выделения М. lacunata и М. liquefaciens при блефароконъюнктивитах, эндокардите, септицемии, артрите.

Первоначально описанный в 1896 г. Р. Frasch и W. Kolle микроорганизм был назван Micrococcus catarrhalis. По мере накопления знаний грамотрицательные кокки были удалены из рода микрококков и в 1963 г. выделены в род Neisseria, из которого в 1970 г. вывели род Branhamella (в честь известной исследовательницы S. Е. Branham). В этот род и была включена описываемая бактерия. Позднее род был переименован в Moraxella с сохранением в скобках названия прежнего рода. В настоящее время род Moraxella (Branhamella) выведен из семейства Neisseriaceae и относится к семейству Moraxellaceae. Полное современное название микроорганизма — Moraxella (Branhamella) catarrhalis.

М. catarrhalis обитает на слизистых оболочках верхних дыхательных путей человека, в отдельных случаях захватывая эпителий придаточных полостей, бронхов, среднего уха и даже легких. Вышеупомянутые моракселлы других видов также являются нормальными обитателями верхних отделов дыхательного тракта.

а) Основные биологические свойства. Моракселлы — грамотрицательные бактерии, имеющие форму кокков размерами (1,0-1,5) х (1,5-2,0) мкм, часто располагающиеся парами. Иногда отмечают бобовидные формы клеток. Спор не образуют, жгутиков не имеют.

Клеточная стенка М. catarrhalis, как и всех грамотрицательных бактерий, состоит из трех слоев — наружной мембраны, пептидогликана и примыкающей со стороны цитоплазмы мембраны. Капсула у М. catarrhalis не выявлена.

Одним из основных компонентов клеточной стенки являются липоолигосахариды (ЛОС), частички которых (как и у Neisseriae) отрываются от клетки и попадают в окружающую среду.

В состав наружной мембраны входят разнообразные белки; 8 наиболее значимых из них (с мол. массой от 21 до 98 kDa) обозначены буквами латинского алфавита от А до Н. Кроме того, выявлены белки UspA1 и А2, а также белок UspA1H, от которых зависит вирулентность штамма. Части макромолекул этих белков выступают снаружи бактериальной клетки в виде отростков. В клеточной стенке имеются белки, связывающие железо непосредственно из жидкостей организма.

От клеточной стенки некоторых штаммов отходят пили, природа которых пока мало изучена.

М. catarrhalis растет на обычных средах, но рост заметно улучшается при добавлении сыворотки или крови. Колонии круглые, влажные, слегка выпуклые, около 1,0 мм в диаметре, бесцветные, опалесцирующие. Пигмента никогда не образуют. На кровяном агаре колонии крупнее, сероватые, негемолизирующие. На сывороточном агаре колонии матовые, влажные, 1,0-1,5 мм в диаметре. На бульоне М. catarrhalis формирует диффузный рост.

Как и все представители рода моракселл (и нейссерий) М. catarrhalis обладает оксидазой и каталазой. Она редуцирует и нитраты, и нитриты, разлагает препарат ДНК (с помощью фермента ДНК-азы), трибутирин — до кислот, но неактивна по отношению к традиционно используемым сахарам, в том числе к глюкозе, мальтозе, сахарозе, фруктозе, лактозе.

Большинство штаммов растет при температуре 22°С; оптимум — 35°С.

Оптимум pH сред при культивировании — 7,2-7,4.

М. catarrhalis — аэроб, утилизирующий кислород непосредственно из атмосферы.

1. Устойчивость. Моракселлы достаточно долго сохраняются во внешней среде в капельках слюны и мокроты. Они чувствительны к действию обычно применяемых дезинфектантов. Следует помнить, что значительная часть штаммов М. catarrhalis обладает устойчивостью к пенициллинам благодаря бета-лактамазам, хотя изначально этот вид относился к числу естественно чувствительных. К началу 80-х годов доля устойчивых изолятов растет в силу широкого применения этих препаратов, и к концу XX века практически все штаммы М. catarrhalis становятся резистентными. Этот микроорганизм продуцирует два типа бета-лактамаз, кодируемых хромосомными генами, которые легко переносятся чувствительным к пенициллину клетками путем конъюгации. Не исключено, что эти гены попали в популяцию моракселл от грамположительных бактерий.

В условиях широкого применения пенициллинов бета-лактамазные штаммы получили селективное преимущество перед лишенными резистентности бактериями и быстро распространились среди людей. Продуцируемая моракселлой бета-лактамаза защищает от действия пенициллина не только бактерии своего вида, но и находящихся с ними в ассоциации других обитателей слизистых оболочек (не продуцирущих бета-лактамазы), в том числе патогенные Streptococcus pneumoniae и Haemophilus influenzae, что осложняет терапию вызываемых ими инфекций.

Моракселлы чувствительны к «защищенному» пенициллину — амоксициллин/клавуланату, а также к макролидам, тетрациклинам, хлорамфениколу, цефалоспоринам 2-4 поколений, аминогликозидам и фторхинолонам.

М. catarrhalis обладает природной устойчивостью к триметоприму, ванкомицину, линкомицину, что используется при приготовлении селективных питательных сред для выделения этого вида микроорганизмов из полимикробного материала.

2. Антигенные свойства М. catarrhalis определяют липоолигосахариды (ЛОС) и белки наружной мембраны. Эти структуры достаточно консервативны и стабильны у разных штаммов, что не позволяет разделить вид на серологические разновидности — серовары. Более того, по антигенным свойствам ЛОС моракселлы сходны с таковыми у другого обитателя дыхательных путей — Н. influenzae. Этот же феномен отмечен и у железо-связывающих белков моракселл. Известно сходство некоторых белковых антигенов М. catarrhalis и менингококка.

Штаммовые различия внутри вида М. catarrhalis можно выявить только на генетическом уровне.

3. Факторы патогенности. Первый этап инфекционного процесса — колонизацию эпителия дыхательных путей человека М. catarrhalis осуществляет с помощью поверхностных белков и пилей IV типа. Пили ответственны за прикрепление к эпителию слизистой оболочки и формирование на ней биопленки, способствующей выживанию микроорганизма.

Поверхностные белки С и D обеспечивают прикрепление к муцину слизистой оболочки носоглотки и среднего уха, а также к клеткам эпителия легких. Полагают, что белки Uspl, UsplH и Usp2 участвуют в адгезии путем прикрепления к таким структурам соединительной ткани (матрикса), как фибронектин и витронектин, и также участвуют в формировании биопленки. Недавно у моракселл выявлены поверхностные белки МсаР и Hag, способствующие прикреплению к легочным клеткам. Последний белок, впрочем, препятствует образованию биопленки. Показано, что он обеспечитвает прикрепление М. catarrhalis к ресничатым клеткам бронхиального эпителия.

По некоторым данным, моракселлы все-таки способны проникать внутрь клеток бронхиального эпителия и пневмоцитов 2 типа путем макропиноцитоза, то есть захвата клеткой капли жидкости, содержащей бактерии. Значит, подобно патогенным нейссериям, М. catarrhalis является не только внеклеточным, но факультативно внутриклеточным паразитом, что способствует его патогенности.

Защитным силам организма противостоит устойчивость М. catarrhalis к действию комплемента. Замечено, что штаммы, выделенные от лиц с воспалительными явлениями, более устойчивы к уничтожению с помощью комплемента, нежели штаммы от здоровых носителей. Оказалось, что белок Usp2 связывает матричный белок человека витронектин, присоединяя его к бактериальной клетке. Соединенный с клеткой витронектин ингибирует терминальные компоненты комплемента, участвующие в образовании мембрано-атакующего комплекса, убивающего бактерию, и таким путем защищает ее от гибели.

С помощью генетических исследований показано, что вид М. catarrhalis состоит из двух генетических клонов — умеренно вирулентного и вирулентного. Именно для представителей вирулентного клона характерна устойчивость к действию комплемента и способность прикрепления к эпителию.

Известно, что М. catarrhalis нередко вызывает воспалительный процесс в ассоциации с другими бактериальными патогенами респираторного тракта — пневмококками, стрептококками, гемофилами, стафилококками, а также с микоплазмами и вирусами. При изучении этих ассоциаций выяснилось, что со Streptococcus pyogenes и с S. agalactiae (но не с другими бактериями) М. catarrhalis формирует клеточные агрегаты. Это способствует адгезии стрептококков, усиливая тем самым колонизацию эпителия этими патогенами. Так, М. catarrhalis увеличивает адгезию S. pyogenes в 10-20 раз, a S. agalactiae — в 3 раза.

Оказалось, что клетка моракселлы играет роль «посредника», адгезируясь одной своей стороной на мембране эпителия, а другой — специфически соединяясь с клеткой стрептококка. При этом моракселла снижает способность стрептококка инвазировать в эпителий, тем самым «вынуждая» его вызвать поверхностный процесс, а не глубокое поражение тканей. В адгезии моракселлы к эпителию участвуют белки UspA, но природа адгезина, ответственного за агрегацию клетки моракселлы с клеткой стрептококка, все еще неизвестна.

Фактором патогенности может оказаться ЛОС, обладающий свойствами эндотоксина и проявляющий свое действие при массивном размножении бактерий с последующим отрывом от бактериальной клетки.

Пептидогликан клеточной стенки, являющийся мощным индуктором провоспа-лительных цитокинов, напротив, может способствовать развитию антибактериальной защиты. «Самоубийственная» активность пептдогликана является, по мнению ряда исследователей, основной причиной низкой патогенности М. catarrhalis.

4. Биологические модели. Моделирование М. catarrhalis-инфекции, необходимое для изучения ее патогенеза и отработки оптимальных схем антибиоткотерапии, пока не принесло большого успеха, так как человек является единственным естественным хозяином этого микроорганизма. Созданы модели интратрахеального заражения мышей с последующим извлечением легких в различные сроки развития инфекционного процесса для последующего изучения иммунного ответа, но при этом легкие очищаются от возбудителя в течение первых же суток. Иногда удается вызвать воспалительный процесс (отит, ларингит) у крыс и шиншилл. В последнее время для изучения начальных этапов моракселла-инфекции применяют культуру клеток эпителия конъюнктивы глаза человека (клетки Chang’a).

- Читать далее "Клиника инфекции вызванной моракселлой (Moraxella (Branhamella) catarrhalis)"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 2.4.2020