а) Описание рода микобактерий. Микобактерии — аэробные не спорообразующие неподвижные микроорганизмы. Это — слегка изогнутые или прямые палочки размером (0,2-0,6) х (1,0-10) мкм. Возможен ветвящийся рост, с образованием нитей или подобия мицелия. Но при легком механическом воздействии эти структуры легко распадаются на палочки и кокковидные элементы. Не формируют хорошо видимых воздушных гиф.

Высокое содержание липидов в клеточной стенке микобактерий не позволяет использовать обычные анилиновые краски для окрашивания микобактерий. Используются специальные методы окраски, способствующие проникновению красителя в клетку. Окрашенные микобактерии не обесцвечиваются даже с помощью кислоты и спирта. Такая устойчивость к обесцвечиванию кислотой и спиртом получила название кислотоустойчивости. У некоторых видов микобактерий кислотоустойчивость может быть полностью или частично потеряна частью микробных клеток на некоторых стадиях роста. Так, на определенных этапах роста быстрорастущих микобактерий кислотоустойчивость может сохраняться только у 10% клеток.

По методу Грама окрашиваются с трудом, но обычно рассматриваются как грамположительные. Пептидогликолипид клеточной стенки содержит мезо-диаминопимелиновую кислоту, аланин, глутаминовую кислоту, глюкозамид, мурамовую кислоту, арабинозу и галактозу.

Отличительной чертой микобактерий является морфология колоний. Колонии могут быть шероховатыми, плотными — R-форма (от англ, rough), или гладкими, влажными — S-форма (от англ, smooth). Диффундирующий пигмент встречается редко. Колонии некоторых видов имеют постоянную пигментацию, варьирующую от бледно-желтой до оранжевой за счет каротинового пигмента. Микобактерии, образующие пигмент независимо от действия света, называются скотохромогенными. Другим, фотохромогенным видам микобактерий для образования пигмента требуется экспозиция на свету.

Микобактерии растут медленно или даже очень медленно. Время генерации у различных видов составляет от 2 до 20 час. Для появления видимых колоний при использовании традиционных питательных сред требуется от 2 дней до 8 и более недель от момента заражения среды при оптимальных условиях, необходимых для роста каждого вида. Однако при использовании автоматизированных систем с жидкими питательными средами для культивирования микобактерии могут быть выявлены значительно раньше.

В 1959 г. Ernest Runyon предложил классификацию потенциально патогенных микобактерий на основании пигментообразования, морфологии колоний и скорости роста, выделив среди медленнорастущих микроорганизмов 3 группы — фотохромогенные, скотохромогенные, нефотохромогенные виды и четвертую группу — быстрорастущие микобактерии. Современная классификация нетуберкулезных микобактерий базируется на степени их патогенности для человека с выделением группы потенциально-патогенных и сапрофитных микобактерий, что представляется более существенным для клиницистов. В бактериологических лабораториях идентификация микобактерий осуществляется до вида.

Оптимальная температура роста отдельных видов микобактерий варьирует в широких пределах от 30 до 45°С. М. marinum и М. ulcerans растут при температуре 30-32°С, а М. xenopi и М. avium — при температуре выше 37°С.

Многие виды охотно приспособились к росту на простых субстратах, используя аммиак и аминокислоты как источник азота, глицерин как источник углерода в присутствии минеральных солей. Некоторым видам для успешного роста требуется добавка в среду таких веществ как гемин, микобактин или других железотранспортирующих соединений. М. leprae не культивируется вне живой клетки.

б) Антигенные свойства микобактерий. Нетуберкулезные микобактерии обладают способностью вызывать иммунную реакцию при введении в организм лабораторного животного. Морские свинки, которым вводится тот или иной вид микобактерий, вырабатывают антитела к данному возбудителю. Однако некоторые микобактерии лишены таких свойств (М. phlei, М. abscessus).

При изучении антигенного строения микобактерий с помощью различных серологических реакций были обнаружены как специфические видовые, так и межвидовые и даже межродовые антигенные связи. Установлено, что потенциально патогенные микобактерии имеют общие антигенные компоненты с микобактериями туберкулеза. Антигены, которые применяются в иммунологических лабораториях для диагностики туберкулеза, имеют перекрестные антигены с НТМБ, и поэтому серологические реакции для диагностики микобактериоза не используются.

в) Условно-патогенные микобактерии и их внутривидовые различия. Большинство видов потенциально патогенных микобактерий (МБ) не имеют внутривидового подразделения. Однако некоторые виды включают близкородственные подвиды и серотипы. Развитие молекулярно-генетических исследований способствовало получению дополнительных данных о внутривидовой взаимосвязи МБ.

М. avium впервые описана более 100 лет назад как возбудитель заболевания цыплят. Иногда у фермеров, державших больных цыплят, отмечались заболевания легких, вызванные теми же микробами, однако М. avium не признавали патогенными для человека до 1943 г. Е. Runyon (1959) разделил микобактерии на вирулентные штаммы, вызывавшие заболевания у цыплят, кроликов и человека — М. avium, и авирулентные, к которым были отнесены М. intracellulare. Но в конце 50-х годов XX века М. intracellulare вызвали вспышку заболеваний легких среди пациентов госпиталя Battey (США), после чего также были признаны вирулентными для человека.

М. avium и М. intracellulare очень схожи между собой но бактериологическим и биохимическим признакам и в большинстве лабораторий их не могли дифференцировать, поэтому было принято решение рассматривать их как один вид — М. avium-intracellulare complex (MAC). На среде Левенштейна-Йенсена колонии MAC — гладкие, блестящие, влажные, нефотохромогенные (окраска от беловато кремовой до кремовой), хотя иногда отмечается пигментация колоний в желтый цвет различной интенсивности. Появление пигмента наблюдается у стареющих культур, но при пересеве колонии МБ теряют окраску. Растут медленно, часто для появления видимого роста требуется до 8 недель.

На среде с салициловокислым натрием MAC дают тонкий, пленчатый (дисгонический) рост, который в ряде случаев бывает очень трудно выявить. Оптимальная температура роста 37°С, при 45°С растет 86 % культур. По биохимическим тестам MAC характеризуется целым рядом отрицательных реакций. Наиболее постоянное свойство вида — никотин- и пиразинамидазная активность; наличие арилсульфатазной активности у М. intracellulare позволяет дифференцировать их от М. avium.

Под микроскопом клетки MAC выглядят короткими палочками, или коккобактериями, хотя иногда можно увидеть длинные тонкие палочки. MAC — обитатели окружающей среды, их выделяют из пресной и соленой воды открытых водоемов, почвы, растений, сена, подстилки для скота и домашней пыли.

На основании изучения гликолипидных антигенов у MAC выделены 28 серотипов. Исследование ДНК микобактерий позволило распределить выделенные серотипы но видам MAC. Последние исследования микобактериальной семантики показали, что М. avium имеет свои подвиды — подвид avium, подвид paratuberculosis и подвид silvaticum. Выделены 3 основных клинических проявления MAC-инфекции: заболевания легких, лимфадениты у детей и диссеминированные процессы у ВИЧ-инфицированные больных. М. avium подвид paratuberculosis определяется, как возбудитель псевдотуберкулезного энтерита человека (болезнь Крона). М. avium обладают высокой естественной резистентностью к антибиотикам широкого спектра действия и противотуберкулезным препаратам (ПТП), поэтому лечение должно носить комплексный характер, включая хирургическое вмешательство.

М. kansasii впервые описаны в 1953 г. Buhler как «желтые бациллы» — это фотохромогенные микобактерии. Колонии М. kansasii обычно кремовые, сухие, после длительного пребывания на свету в них появляются красные кристаллы β-каротина. Бактерии возможно идентифицировать в мазках из патологического материала по их большому размеру и крестообразному расположению. Идентификация культуры основана на фотохромогенности, способности гидролизовать Твин 80 в течение трех дней, восстанавливать нитраты, ферментировать мочевину и никотинамид с образованием аммиака.

М. kansasii выделяются главным образом из воды, но их естественный резервуар еще не установлен. На основании статистической обработки бактериологических данных выявлено наличие эндемического очага распространения М. kansasii на Севере РФ (центр металлургической промышленности г. Череповец).

М. kansasii вызывают хронические заболевания легких, по клинической картине напоминающие классический туберкулез, с вовлечением верхних долей легкого и деструкцией легочной ткани. Медикаментозное лечение заболевания более эффективно, чем в случае MAC-инфекции, так как М. kansasii более чувствительны к ПТП. Большинство культур чувствительны к рифампицину, но могут проявлять устойчивость к изониазиду, этамбутолу и стрептомицину. Лечение обычно предусматривает применение не менее двух препаратов, одним из которых является рифампицин.

М. xenopi получили свое название от лягушек рода Xenopus, так как впервые были выделены от них и описаны в 1957 г., но признаны патогенными для человека только в 1965 г. К 1979 г. было зарегистрировано 50 случаев заболеваний, вызванных М. xenopi.

На твердой питательной среде М. xenopi можно узнать по мелким, выпуклым колониям с гладкой блестящей поверхностью, окрашенным в ярко-желтый цвет. М. xenopi являются скотохромогенами и относятся к термофилам. Для них характерно почти полное отсутствие роста при 22°С и 100%-ный рост при 37 и 45°С, две трети культур дают незначительный рост в виде единичных колоний при 52°С. Больше половины культур дают положительную реакцию на арилсульфатазу и термостабильную каталазу. При исследовании мазков мокроты или другого патологического материала эти МБ выглядят как тоненькие палочки, суживающиеся с одного конца в виде маленькой свечи. Такую специфическую форму М. xenopi нельзя не заметить под микроскопом.

Этот вид МБ часто выделяется из холодной и горячей водопроводной воды, включая воду для питья, хранящуюся в больничных резервуарах. В нескольких случаях М. xenopi были причиной нозокамиальных вспышек. Предполагают, что морские птицы являются естественным резервуаром М. xenopi, так как эти микобактерии чаще обнаруживают на морском берегу.

М. xenopi часто вызывают заболевания легких, которые имеют хроническое, острое и подострое течение. М. xenopi проявляют доста точно хорошую чувствительность к ПТП, поэтому исход заболевания благоприятный.

М. scrofulaceum (лат. scrofula — золотуха) — исторический термин, который использовался для описания туберкулезного поражения шейных лимфатических узлов. Название вида впервые было предложено F. Н. Prissick и А. М. Masson в 1956 г. при описании шейного лимфаденита у детей. Колонии М. scrofulaceum обычно маслообразной консистенции, гладкие, шаровидные. Пигментация колоний от бледно-желтого до темно-оранжевого цвета и может усиливаться при длительном пребывании на свету. Растут при 22, 28 и 37°С в течение 4-6 недель. Имеют выраженную никотин- и пиразинамидазную активность, реже гидролизуют мочевину и проявляют арилсульфатазную активность.

Микробы выделяются из сырого молока и других молочных продуктов, из почвы и воды. Наиболее частое заболевание, вызываемое М. scrofulaceum, — шейные лимфадениты у детей в возрасте до 5 лет. Лечение зависит от клинического течения и локализации. М. scrofulaceum устойчивы к изониазиду, стрептомицину, этамбутолу и парааминосалициловой кислоте (ПАСК). Главным методом лечения считается оперативное удаление пораженных лимфатических узлов.

М. malmoense получили свое название от города Мальмё в Швеции, где К. Н. Schroder и I.Juhlin в 1977 г. выявили и описали первый случай заболевания легких, вызванного этим видом.

Колонии серовато-белые, гладкие, блестящие, непрозрачные, куполообразные, круглые, 0,5-1,5 мм в диаметре. Первые изоляты растут очень медленно; вероятно, М. malmoense более чувствительны к действию деконтаминирующих веществ. Растут при 22-37°С. Субкультура дает стелящийся, дисгонический рост. При 37°С видимый рост появляется после 2-3-недельной инкубации, в случае необходимости инкубацию продолжают до 12 недель. Продолжительность роста может быть сокращена добавлением в среду культивирования пирувата натрия или применением среды с pH 6,5.

М. malmoense является микроаэрофилом, при глубоком посеве в полужидкую среду растет под поверхностью среды, как М. bovis. В окрашенных мазках патологического материала микробы варьируют от кокковидных до коротких и средней длины палочек. М. malmoense гидролизуют Твин-80 в течение 14 дней, продуцируют термостабильную каталазу, 60 % штаммов гидролизуют никотинамид, пиразинамид и мочевину.

Этот вид МБ вызывает у человека хронические заболевания легких. Выделяется из мокроты, лаважа, бронхиального секрета. В конце 90-х годов прошлого столетия первые случаи микобактериоза, вызванного М. malmoense, были отмечены в Санкт-Петербурге и Ленинградской области. Чувствительность этих микобактерий к антибиотикам сильно варьирует, отмечается устойчивость к изониазиду, стрептомицину, рифампицину, ПАСК и каприомицину. Несмотря на чувствительность культуры к антибиотикам in vitro, результаты терапии часто не удовлетворительны, описаны случаи прогрессирующего течения заболеваний легких и летальные исходы.

М. gordonae — самый распространенный сапрофит и один из наиболее часто встречающихся в практических лабораториях видов МБ. По нашим данным, выделение этого вида за 10 лет наблюдения составило в среднем 3,8%. М. gordonae выделяются из почвы, воды, их первое название М. aquae — бактерии водопроводной воды (tap water scotochromogen, англ.). Микробы скотохромогенны, с гладкими желтыми или оранжевыми колониями. Рост появляется после 4-8 недель инкубации при температуре 28°С и 37°С. М. gordonae гидролизуют Твин-80 и продуцируют термостабильную каталазу; в 30 % случаев проявляют уреазную активность.

М. gordonae часто выделяются из промывных вод желудка, бронхиального секрета и другого материала от больных, но в подавляющем большинстве случаев оказываются не патогенными для человека. М. gordonae устойчивы к изониазиду, стрептомицину, но проявляют чувствительность к рифампицину и этамбутолу. При лечении применяют консервативные и оперативные методы.

М. terrae complex. М. terrae выделены L. Richmond и М.М. Cummings в 1950 г. из мытой редиски, и их бытовое название — «radish bacillus», что в переводе означает «палочка редиски». Позднее эти бактерии культивировали из почвы и других овощей. Комплекс включает в себя М. terrae, М. triviale и М. nonckromogenicum. По месту нахождения 16S рРНК этот комплекс резко отличается от всех других видов рода МБ. Бактерии М. terrae complex растут медленно, при температуре от 25 до 37°С, нефотохромогенны. Колонии гладкие и блестящие или шершавые и матовые. Все бактерии комплекса быстро гидролизуют Твин-80, имеют высокоактивную каталазу и проявляют β-галактазидазную активность.

Эти виды микобактерий являются сапрофитами, которые иногда могут вызывать заболевания у человека. Описаны единичные случаи заболеваний легких, а также внелегочные поражения. Для достижения положительных результатов лечения в клинике применяют комбинированную терапию — оперативное вмешательство с курсом изониазида, этамбутола и рифампицина.

М. gastri — нефотохромогенные медленнорастущие МБ, по своим морфологическим свойствам сходны с MAC, М. teirae complex и неокрашенными культурами М. kansasii. Дифференциальным признаком является способность М. gastri разлагать пропионамид с образованием аммиака, что отличает его от всех видов НТМБ.

Наибольшее число заболеваний, вызываемых быстрорастущими НТМБ, ассоциируется с М. foftuitum и М. chelonae.

M. fortuitum известна в литературе с 1938 г., как М. ranae (от лат. rana — лягушка), M.fortuitum имеет подвид fortuitum, подвид peregrinum и безымянный подвид.

М. chelonei впервые были описаны в 1923 г. под названием М. borstelen.se. В настоящее время на основании молекулярно-генетических исследований этот вид микобактерий разделен на два независимых вида М. chelonei и М. abscessus.

Быстрорастущие МБ растут на простых агаровых средах так же хорошо, как на яичных средах для выделения МБ. Колонии не пигментированы. После 3-5 дней инкубации появляются гладкие, полукруглые колонии маслообразной консистенции. Температурный режим роста колеблется от 22 до 40°С. Бактерии проявляют арилсульфатазную активность в течение 3 дней, растут на агаре Мак-Конки без добавления кристаллического фиолетового при 38°С, обладают высокой амидазной активностью. Оба вида активно разрушают салициловокислый натрий с образованием катехолов. Дифференциация М. chelonei от М. fortuitum основана на способности последнего восстанавливать нитраты до нитритов и поглощать железо.

Наиболее тяжелые заболевания у человека вызывает М. chelonei подвид abscessus — хронически текущие поражения легких, локальные посттравматические инфекции мягких тканей, осложнения после хирургических операций. Важным клиническим отличием М. fortuitum является то, что они более чувствительны к антибактериальным препаратам, чем М. chelonei. М. fortuitum, чувствительны ко многим препаратам, включая полимиксин В, сульфаниламиды и фторхинолоны. М. chelonei, напротив, устойчивы к полимиксину В и другим препаратам за исключением амикацина и кларитромицина.

- Читать далее "Патогенность нетуберкулезных микобактерий"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 29.3.2020