Таксономическое положение псевдомонад. Бактерии рода Pseudomonas относятся к царству Bacteria, класс γ - Protobacteria, порядок Pseudomonadales, семейство Pseudomonadaceae. Род Pseudomonas впервые предложил и описал немецкий биолог В. Мигула (Walter Migula) в 1894 году. Наибольшее медицинское значение имеют, в основном, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas stutzeri, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putida.

В настоящее время род насчитывает около 200 видов.

а) Морфологические и физиолого-биохимические свойства псевдомонад. К представителям рода Pseudomonas относят неспоровые прямые или изогнутые грамотрицательные палочковидные бактерии размером (1,5—5,0) х (0,5-1,0) мкм. В мазках они расположены в виде отдельных клеток или цепочек. Существенное таксономическое значение имеет монополярно-политрихальное расположение жгутиков (лофотрихи). Энергию для жизнедеятельности они получают посредством аэробного дыхания с использованием O₂ как терминального акцептора электронов или анаэробно (при денитрификации и нитратном дыхании).

Большинство Pseudomonas хемоорганотрофы, некоторые виды — факультативные хемоорганотрофы, использующие как источник энергии Н₂ или CO₂. У некоторых видов в клетках может накапливаться поли-β-гидроксибутират (запасной пул углерода), проявляющийся в мазках культуры после окраски Суданом. Псевдомонады в основном оксидазоположительные, иногда оксидазоотрицательные, каталазоположительные бактерии.

При культивировании большинство видов не нуждается в дополнительных органических факторах. Как правило, псевдомонады окисляют глюкозу и другие углеводы. В кислой среде (pH 4,5) бактерии не растут. Диапазон температур для роста -от 5 до 42°С; при этом оптимальный температурный режим — 30-37°С. Многие виды способны синтезировать пигменты. Известны феназины (в их числе водорастворимый сине-зеленый пигмент пиоцианин, феназин-1 -карбоновая кислота, желтый пигмент а-оксифеназин), которые могут синтезироваться одновременно.

Значительное количество псевдомонад образует флюоресцеин (пиовердин), флюоресцирующий в УФ-лучах, а также красный пигмент (пиорубин) и черный (пиомеланин). Из класса азахинонов клетки псевдомонад могут продуцировать в среду нерастворимый в воде синий пигмент индигоидин. Среди Pseudomonas существуют также слабопигментиро-ванные или непигментированные культуры.

Характерной особенностью многих видов псевдомонад является образование бактериофагов и пиоцинов — бактериоцинов с широким спектром антибактериального действия.

Псевдомонады — богатый источник разнообразных плазмид с широкими функциями, такими, как резистентность к антибактериальным агентам и физическим факторам, бактериофагам, бактериоцинам, индукция фертильности, воздействие на метаболические пути. Среди них имеются плазмиды, кодирующие ферменты для деградации ароматических соединений и их производных, и т. д.

В работе с псевдомонадами используют питательные среды собственного приготовления или отечественного производства, например, НПО «Питательные среды» (г. Махачкала): питательный агар для выделения синегнойной палочки — ЦПХ-агар, среда для накопления синегнойной палочки, среда для идентификации синегнойной палочки; производства Государственного научного центра прикладной микробиологии и биотехнологии (ГНЦ «ПМБ», г. Оболенск): питательная среда № 1 ГРМ для определения обсемененности лекарственных препаратов, для микробиологического контроля воды, молока, пищевых продуктов; универсальная питательная среда №8 ГРМ для получения накопительных культур микроорганизмов различных таксономических групп, в том числе синегнойной палочки, питательная среда № 9 для выявления пигмента пиоцианина синегнойной палочки.

Хорошо себя зарекомендовали питательные среды зарубежных фирм («BBL», «HiMedia», «bioMerieux», Merck и др.): для изоляции микроба — Pseudosel Agar (цетримидный агар), М-РА-С-агар, Pseudomonas Aeromonas, Selective Agar, Pseudomonas Agar F (на выявление флюорес-цеина) или В Base (на обнаружение пиоцианина), Pseudomonas Selective Agar Base, Pseudomonas Isolation; для культивирования и синтеза пигментов — Trypticase Soy Agar, среда «Tech» (среда Кинга А, на которой стимулируется образование пиоцианина и пиорубина), Flo Agar (среда Кинга В для выявления пиовердина), Eugonagar; для идентификации (фирма «BBL») — Acetamide Agar, Nitrate Broth, OF Basal Medium, Tech Agar, TSI Agar (трехсахарный железосодержащий агар) и др.

б) Устойчивость к внешним факторам, антисептическим и антибактериальным препаратам. Особенностью псевдомонад является их высокая резистентность к антисептикам и дезинфектантам, а также к антибиотикам вследствие синтеза ими β-лактамаз и блокады транспорта лекарств к внутриклеточным мишеням. Псевдомонады весьма устойчивы к воздействию других физико-химических факторов. Бактериальные клетки быстро приобретают устойчивость к антибактериальным препаратам. Резистентность псевдомонад проявляется в отношении пенициллинов первого поколения, макролидов, нитрофуранов, хлорамфеникола, ко-тримоксазола и др.

Известно, что жизнеспособность клеток псевдомонад сохраняется в неконцентрированных растворах дезинфектантов и при длительном воздействии УФ-лучей (более всего у меланин-содержащих культур). При нагревании до 60°С микроорганизм выживает в течение 1 часа. В совокупности эти свойства выводят псевдомонады на доминирующие позиции среди возбудителей внутрибольничных инфекций.

Однако псевдомонады чувствительны к высушиванию, влиянию высокой температуры и давления, действию хлорсодержащих веществ и четвертичных соединений аммония.

в) Факторы патогенности. Некоторые виды псевдомонад являются потенциально патогенными для человека и животных. По сравнению с Р. aeruginosa другие псевдомонады характеризуются более низким уровнем вирулентности и значительно меньшей распространенностью. Проявление патогенности псевдомонад связывают с наличием экзо- и эндотоксинов, ферментов (экзотоксин А, экзоэнзим S, цитотоксин, гемолизины, энтеротоксический фактор, протеазы I—III, нейраминидаза), адгезинов, мукоидного слоя. Для некоторых видов не отмечено образования гемолизинов и протеаз или их синтез является незначительным.

Среди псевдомонад-оппортунистов возбудителем многих нозокомиальных инфекций чаще всего является Р. aeruginosa.

г) Биологическое разнообразие. Псевдомонады широко распространены в природе, чаще как сапрофиты, играющие важную роль при биодеградации и ремедиации (очистке внешней среды и восстановлении от техногенных загрязнителей), в воде, почве, на растениях. Легко формируют биоплёнки, прикрепляющиеся к водопроводным трубам, шлангам, кафелю, пластмассе и т.д.

Содержание в ДНК гуанина и цитозина (Г+Ц) определяется для рода в пределах от 58 до 70%, что может служить диагностическим признаком.

Род Pseudomonas продолжает пополняться новыми представителями, для которых неизвестно, могут ли они быть оппортунистами в отношении человека и животных. Так, в 2005 г. российскими учеными совместно с японскими и шведскими исследователями были выделены два Pseudomonas-подобные нефлюоресцирующие денитрифицирующие штамма, имеющие желто-оранжевую окраску. Культуры изолированы из морской асцидии. На основе анализа последовательностей 16S рРНК геноизоляты отнесены в группу Р. stutzeri (сходство свыше 98%). Возможно, один из них является геномоваром Р. stutzeri, а другой признается новым видом рода Pseudomonas — Р. xanthomarina sp. nov.

В 2008 г. в Чили выделен штамм МНР41, который после изучения генома микроба (16S рРНК-анализ) считают сходным с Р. nitroreducens и Р. multiresinivorens. Основным свойством культуры Pseudomonas sp. МНР41 является способность к деградации S-триазина. Это указывает на возможность его использования для ремедиации от S-триазина.

В 2008 г. и 2009 г. китайские ученые выделили несколько новых штаммов псевдомонад. Новый микроорганизм Р. xiamenensis sp. nov. является денитрифицирующим. Содержание G+C в ДНК составляет 61,2 моль%. Изучение последовательности генов gz/rB, tpoD, гроВ позволило считать этот микроорганизм новым видом. Типовой штамм С10-2 (МССС1А00089).

Следующий вид Р. tuomuerensis sp. nov. выделен в 2009 г. китайскими учеными из птичьего гнезда. Содержание G+C составляет 60,4 моль%. Дополнительной подтверждающей характеристикой вида является анализ жирных кислот и электронные микрофотографии клеток.

В китайской провинции Синьцзян из песка пустыни была выделена умеренно термотолерантная бактерия с желтой пигментацией. ДНК штамма содержала G+C в количестве 60,9 мол.%. Бактерия относится к аэробам, подвижна. Филогенетический, фенотипический и хемотаксономический анализ позволяют считать эту культуру новым видом. Типовым штаммом является Р. xinjiangensis sp. nov.

д) Идентификация и диагностика возбудителя. Основные дифференциально-диагностические свойства клинически значимых видов псевдомонад представлены в таблицах ниже.

На основании гомологии структуры рибосомальной РНК (изучение последовательностей 16S рРНК), а также гомологии ДНК, псевдомонады разделены на 7 филогенетических групп.

е) Лечение и профилактика псевдомонадных инфекций. Наиболее эффективными препаратами при терапии инфекций, вызванных псевдомонадами, являются:
• пенициллины нового поколения — азлоциллин, мезлоциллин, тикарциллин, пиперациллин;
• цефалоспорины — цефпенем, цефпирон, цефсулодин, цефтриаксон (роцефин), цефоперазон, цефотаксим (клафоран);
• аминогликозиды — гентамицин, амикацин, нетилмицин;
• фторхинолоны — ципрофлоксацин, флоксацин, цефабол, цифран, левофлок-сацин (таваник), пефлоксацин (абактал);
• полимиксины — полимиксин В, полимиксин Е (колистин);
• иммунокорректоры;
• пиобактериофаг.

Следует отметить, что специфических средств профилактики против псевдомонад (кроме Р. aemginosa) не создано.

- Читать далее "Синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa): морфология, физиология бактерии"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 6.4.2020