Инфекционные заболевания бактериальной этиологии являются наиболее актуальной проблемой современной медицины и занимают одно из основных мест среди всей инфекционной патологии. Причины сохранения большого числа инфекционных заболеваний бактериальной этиологии до конца не известны. Они связаны со снижением видового и адаптивного иммунитета макроорганизма, с биологическими свойствами возбудителей заболеваний, эпидемиологическими особенностями распространения возбудителей, что в итоге и определяет патогенез бактериальных инфекций. Зарегистрированное популяционное снижение иммунитета человечества и нарушение нормальной микрофлоры, являющейся одной из основных систем защиты макрорганизма, приобретают решающее значение.
Особую значимость среди бактериальных инфекций имеют нозокомиальные заболевания [1]. С каждым годом число возбудителей внутрибольничных инфекций (ВБИ) увеличивается в основном за счет условно-патогенных микроорганизмов. Ведущую роль играют стафилококки (до 60% всех случаев ВБИ), представители грамотрицательной микрофлоры, аскомицеты рода Candida [2, 3]. Главной особенностью возбудителей внутрибольничных инфекций является их выраженная вирулентность и устойчивость к антибактериальным препаратам и дезинфектантам [4, 5]. В последние годы наряду с вышеперечисленными возбудителями ВБИ все чаще выделяются представители рода Serratia [6, 7].
Серрации – условно-патогенные микробы, вызывающие у человека гнойно-воспалительные заболевания различной локализации. Наиболее изученным видом является Serratia marcescens. В настоящее время бактерии рода Serratia marcesens описаны как возбудители диарейных заболеваний у человека, инфекций мочевыводящих путей, менингита, артрита, сепсиса [8]. Постоянный мониторинг изменяющихся биологических свойств выделенных клинических изолятов является одним из важнейших этапов эпидемиологической работы, в связи с чем актуально исследование постоянно меняющихся свойств бактерий этой группы.
Целью данного исследования было изучение патогенных свойств клинических штаммов бактерий рода Serratia.
Материал и методы исследования. В работе использовано 58 клинических штаммов, отнесенных на основании биологических свойств к роду Serratia. Штаммы Serratia были выделены из различного патологического материала: из испражнений (15 штаммов) от пациентов с кишечными инфекциями, мочи (20 штаммов) от больных с уретритами и гнойного (раневого) отделяемого (23 штамма) от пациентов с абсцессами и флегмонами мягких тканей.
Способность к адгезии у бактерий изучали с помощью формалинизированных эритроцитов человека. Определяли основные показатели адгезии. Вычислили индекс адгезивности микроорганизмов. По данному показателю все бактерии разделили на 4 группы: 1 – неадгезивные (индекс адгезивности <1,75), низкоадгезивные (индекс адгезивности 1,76–2,5), среднеадгезивные (индекс адгезивности 2,51–4,0) и высокоадгезивные (индекс адгезивности >4,0).
Адсорбцию бактериями красителя конго красного выявляли на 1,5%-ном мясопептонном агаре с добавлением 0,02% казаминовых кислот и 0,01% конго красного.
Способность к гемагглютинации у бактерий определяли в реакции гемагглютинации с 3%-ной взвесью свежих эритроцитов человека и барана, которую проводили на панелях из органического стекла.
Для выявления D-маннозорезистентной гемагглютинации во взвесь эритроцитов добавляли 1,5% D-маннозы [9].
Антилизоцимную активность изучали по методике О.В. Бухарина. Исследования антилизоцимной активности проводили в диапазоне концентраций от 1 до 6 мкг/мл. В качестве тест-культуры использовался штамм Micrococcus luteus var. Lysodeikticus № 2665. Гемолитическую способность бактерий определяли на мясопептонном агаре с 3–5% отмытых в растворе Хенкса эритроцитов кролика. Для выявления тиолзависимых гемолизинов использовался мясопептонный агар с 0,002% L-цистеина.
Статистическую обработку проводили стандартными методами.
Результаты исследования и их обсуждение
Исследование адгезивных свойств бактерий рода Serratia выявило, что адгезивные штаммы с индексом адгезивности выше 2,5 составили 70,6% (41 штамм) из общего количества изученных штаммов, из которых 13 штаммов серраций (86,7%) были выделены из испражнений, 18 штаммов серраций (78,3%) были выделены из гнойного отделяемого, 10 штаммов серраций (50%) были выделены из мочи.
Все адгезивные штаммы разделили на две группы: высокоадгезивные и со средней степенью адгезивности. К штаммам, обладающим высоким индексом адгезивности (более 4), отнесли 3 штамма серраций (20%), выделенных из испражнений, 5 штаммов серраций (21,7%), выделенных из гнойного отделяемого, все адгезивные штаммы (10 бактериальных культур), выделенные из мочи.
Сренеадгезивными оказались 23 штамма (39,7%). Индекс адгезивности у них составил от 2,5 до 4. Среди выделенных из испражнений штаммов со средним показателем ИАМ было 10 штаммов (66,7%), а выделенные из гнойного отделяемого составили 13 штаммов (56,5%). Все остальные штаммы были отнесены к низкоадгезивным с индексом адгезивности микроорганизмов от 1,76 до 2,5. 40 штаммов (68,9%) из всех изученных клинических культур серраций обладали способностью адсорбировать конго красный. Из выделенных из испражнений такой способностью обладало 14 штаммов (93,3%), 10 культур серраций, выделенных из мочи (50%), а среди выделенных из гнойного отделяемого это свойство было выявлено у 16 штаммов (69,6%) (табл. 1).
Таблица 1
Адгезивная активность штаммов рода Serratia
|
Штаммы |
Число штаммов |
Адгезивная активность |
|
|
Адгезивноактивные |
Адсорбция конго красного |
||
|
Из испражнений |
15 |
13 (86,7%) |
14(93,3%) |
|
Из гнойного отделяемого |
23 |
18 (78,3%) |
16 (69,6%) |
|
Из мочи |
20 |
10 (50,0%) |
10 (50,0%) |
|
Всего |
58 |
41 (70,6%) |
40(68,9%) |
Большинство исследованных штаммов серраций обладали способностью агглютинировать эритроциты человека, также у подавляющего большинства штаммов были выявлены маннозорезистентные гемагглютинины. Среди штаммов серраций, выделенных из испражнений, такие культуры составили 66,7% (10 штаммов), среди штаммов, выделенных из гнойного отделяемого, – 91,3% (21 штамм), и 50% культур серраций, выделенных из мочи (10 штаммов). 7 штаммов серраций (12,1%) обладали маннозочувствительными гемагглютининами, из которых 5 штаммов серраций (33,3%) относились к выделенным из испражнений, 2 штамма серраций (8,7%) выделены из гнойного отделяемого.
Способность агглютинировать эритроциты барана у исследованных клинических штаммов рода Serratia была выражена еще сильнее. Подавляющее большинство изученных бактериальных культур серраций обладало этой способностью. Среди штаммов серраций, выделенных из испражнений, такие культуры составили 93,3% (14 штаммов), среди выделенных из мочи их было 90,0% (18 штаммов). Способностью к агглютинации с эритроцитами барана обладали 20 штаммов серраций, выделенных из гнойного отделяемого, что составило 87,0%.
Таким образом, способность агглютинировать эритроциты барана была обнаружена у 52 клинических штаммов серраций, что составило 90,0% от общего числа исследованных штаммов. Гемагглютинины у большинства изученных штаммов серраций были маннозорезистентными, за исключением 3 штаммов серраций (13,0%), выделенных из гнойного отделяемого (табл. 2).
Таблица 2
Гемагглютинирующая способность штаммов рода Serratia
|
Штаммы |
Число штаммов |
Гемагглютинирующая способность |
|
|
Агглютинация эритроцитов человека |
Агглютинация эритроцитов барана |
||
|
Из испражнений |
15 |
15 (100%) |
14 (93,3%) |
|
Из гнойного отделяемого |
23 |
23 (100%) |
20 (87,7%) |
|
Из мочи |
20 |
10 (50,0%) |
18 (90,0%) |
|
Всего |
58 |
48 (82,8%) |
52 (90,0%) |
Лизоцим является одним из основных микробицидных факторов, расщепляющих клеточную стенку бактерий за счет гидролиза гликозидных связей в пептидогликане [10]. Часть штаммов бактерий приспособилась к инактивации лизоцима. Такую активность микроорганизмов определяют как антилизоцимную активность (АЛА). АЛА-активность, как правило, проявляется у бактерий, адгезирующихся на слизистых и вызывающих заболевания ЛОР-органов, желудочно-кишечного тракта.
Антилизоцимной активностью обладало подавляющее большинство исследованных штаммов бактерий рода Serratia. Эта способность была выявлена у 55 штаммов (94,8%), из которых 12 штаммов серраций (80%) относились к выделенным из испражнений, 23 штамма серраций (100%) были выделены из гнойного отделяемого. Все бактериальные изоляты, выделенные из мочи (20 штаммов), также обладали антилизоцимной активностью. Уровень антилизоцимной активности у изученных клинических штаммов серраций был различным.
Низкой АЛА-активностью считали способность к росту в присутствии 1–2 мкг/мл лизоцима. К этой группе относилось 5 штаммов серраций (25,0%) выделенных из мочи, 6 штаммов серраций (40,0%) выделенных из испражнений, 4 штамма (17,4%), выделенных из гнойного отделяемого. Всего низкой антилизоцимной активностью обладали 15 штаммов (25,7%) изученных культур рода Serratia.
Средним уровнем АЛА с активностью 2–5 мкг/мл обладали всего 24 штамма (41,4 %), из которых 4 штамма серраций (26,7%) были выделены из испражнений, 14 штаммов серраций (60,9%) были выделены из гнойного отделяемого, 6 штаммов серраций выделены из мочи (30%). Таким образом, 29 изученных клинических штаммов серраций (50%) характеризовались низким и средним уровнем антилизоцимной активности.
Высокой АЛА с активностью 6 мкг/мл обладали 16 штаммов (27,6%) исследованных бактерий рода Serratia, 2 штамма серраций (13,3%) из которых были выделены из испражнений, остальные 5 штаммов серраций (21,7%) выделены из гнойного отделяемого и 9 штаммов серраций (45,0%) выделены из мочи. Количество штаммов серраций с высокой АЛА было наибольшим среди культур, выделенных из мочи (табл. 3).
Таблица 3
Антилизоцимная активность штаммов рода Serratia
|
Штаммы |
Число штаммов |
Антилизоцимная активность |
||
|
Низкий уровень |
Средний уровень |
Высокий уровень |
||
|
Из испражнений |
15 |
6 (40,0%) |
4 (26,7 %) |
2 (13,3%) |
|
Из гнойного отделяемого |
23 |
4 (17,4%) |
14 (60,9%) |
5 (21,7%) |
|
Из мочи |
20 |
5 (25,0%) |
6 (30,0%) |
9 (45,0%) |
|
Всего |
58 |
15 (25,9%) |
24(41,4%) |
16 (27,6%) |
Для определения гемолитической способности у бактерий рода Serratia выявляли наличие гемолизинов двух типов – это α-гемолизины и тиолзависимые гемолизины. Всего гемолизины были обнаружены у 27 изученных штаммов серраций (46,6%) (табл. 4).
Таблица 4
Гемолитическая активность штаммов рода Serratia
|
Штаммы |
Число штаммов |
Гемолитическая активность |
Всего |
|
|
α -гемолизины |
Тиолзависимые гемолизины |
|||
|
Из испражнений |
15 |
5 (33,3%) |
3 (20,0%) |
8 (53,3%) |
|
Из гнойного отделяемого |
23 |
12 (52,2%) |
5 (21,7%) |
17 (73,9%) |
|
Из мочи |
20 |
2 (10,0%) |
– |
2 (10,0%) |
|
Всего |
58 |
19 (32,7%) |
8 (13,8 %) |
27(46,6%) |
Обнаружено, что способностью продуцировать α-гемолизины обладали 19 штаммов серраций (32,7%), тиолзависимые гемолизины были выявлены у 8 штаммов серраций (13,8%), из которых 5 штаммов серраций (33,3%), продуцирующих α-гемолизины, были выделены из испражнений, 12 штаммов серраций (52,2%) выделены из гнойного отделяемого, 2 штамма серраций выделены из мочи (10,0%). Тиолзависимые гемолизины были выявлены у 3 клинических штаммов серраций (20%), выделенных из испражнений, и 5 штаммов серраций (21,7%) – из гнойного отделяемого.
Выводы
Таким образом, в ходе наших исследований было выявлено, что большинство изученных клинических штаммов бактерий рода Serratia обладали выраженными патогенными свойствами.
Особенно сильно была выражена адгезивная активность у бактериальных культур серраций, выделенных из испражнений и гнойного отделяемого.
Подавляющее большинство исследованных клинических штаммов обладали способностью агглютинировать эритроциты человека и эритроциты барана.
Уровень антилизоцимной активности клинических штаммов серраций, выделенных из мочи и гнойного отделяемого, был несколько выше, чем у штаммов, выделенных из испражнений.
Большинство выделенных штаммов обладали гемолитической способностью. Наиболее выраженно гемолитическая активность проявилась у штаммов серраций, выделенных из гнойного отделяемого. При этом способностью продуцировать α-гемолизины обладало большинство исследованных штаммов серраций этой группы.
Благодаря патогенным свойствам серрации приобрели высокий персистентный потенциал и проявляют устойчивость к видовому иммунитету в макроорганизме. На основании выявленных свойств штаммов рода Serratia можно предположить дальнейший рост инфекций, вызванных данными возбудителями. Высокий персистентный потенциал серраций приводит к развитию инфекционных заболеваний преимущественно хронического характера.