Реферат циклу наукових праць на здобуття щорічної премії Президента України для молодих вчених Харків 2012




Скачати 94.05 Kb.
Дата конвертації19.04.2016
Розмір94.05 Kb.


Національна академія медичних наук України
Державна установа «Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова

НАМН України»


Мікробіологічна характеристика мікрофлори мигдаликів, Corynebacterium diphtheriae та особливості міжбактеріальних взаємовідносин за аеробних і мікроаерофільних умов

РИЖКОВА Тетяна Анатоліївна – кандидат медичних наук, старший науковий співробітник Державної установи «Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова НАМН України»



Реферат

циклу наукових праць на здобуття щорічної премії

Президента України для молодих вчених

Харків – 2012
Актуальність теми. Дифтерія відноситься до інфекцій, рівень захворюваності на які регулюється засобами специфічної профілактики, а інтенсивне поширення збудника у вигляді бактеріоносійства є неконтрольованим стихійним процесом. Персистенція патогенних коринебактерій часто носить масовий характер, що обумовлює формування природного резервуара з величезною кількістю інфікованих дітей та дорослих і створює передумови виникнення спалахів захворювань. Це пов’язано з тим, що навіть на фоні проведення широкомасштабної вакцинації, епідемічний процес може реалізовуватися розвитком маніфестних форм дифтерії. Так, незважаючи на те, що впродовж останніх років у нашій країні спостерігається зниження захворюваності на цю інфекцію, вона значно перевищує Європейські показники (в кілька сот разів), а рівень летальності досягає 5-9%. Тому робоча група Європейського регіонального бюро ВООЗ (Тhe European Laboratory Working Group on Diphtheria (ELWGD)) та мережа спостереження (Diphtheria Surveillance Network (DIPNET)) відносять Україну до проблемних відносно дифтерії держав (Крамарев С. О., 2007; Efstratiou A., Neal S., 2007; Карбенюк А. А. та ін., 2008).

Проблемність зазначеної патології в першу чергу пов’язана з інтенсивною циркуляцією збудника серед різних верств населення. На сьогоднішній день патогенез розвитку безсимптомних форм інфекції вивчений недостатньо, що є однією з причин відсутності ефективних засобів боротьби, направлених на попередження колонізації збудником слизових оболонок та зниження тривалості перебування даних патогенів у біологічних нішах здорових людей (Волянський Ю. Л., Бабич Є. М. та ін., 1999; Danilova E., 2006; Литвиненко Л. М., 2007; Харсеєва Г. Г. та ін., 2008).

При вивченні процесів формування бактеріоносійства основна увага приділяється виявленню особливостей життєдіяльності популяцій збудника, що перебувають на поверхні слизових оболонок верхніх дихальних шляхів та інших вхідних воріт інфекції. Між тим, згідно з даними літератури, коринебактерії успішно заселяють і більш глибокі прошарки тканин, де вони тривалий час перебувають за мікроаерофільних умов (Костюковська О. М. та ін., 1992).

Мікроаерофільні умови персистенції Corynebacterium diphtheriae (C.diphtheriae) можуть впливати на біологічні властивості бактерій із розвитком адаптивних реакцій у субпопуляціях збудника. Це в першу чергу стосується характеру можливих змін інвазивних властивостей, асоціативних взаємовідносин, чутливості до протимікробних препаратів, тощо.

Таке допущення базується на даних літератури відносно біологічних властивостей окремих представників умовно-патогенних бактерій, що персистують у мікроаерофільних нішах ротової порожнини, шлунково-кишкового й урогенітального трактів, гранульоматозних та некротичних ділянках легень. Під впливом низьких концентрацій кисню асоціанти набувають стану нереплікаційної персистенції (NRP) (Mycobacterium tuberculosis) чи значно посилюють антагоністичні властивості (штами Aerococcus viridans та Lactobacillus spp.), інвазивність (Salmonella typhimurium та Mycobacterium avium), здатність до формування біоплівок (Streptococcus mutans) або зменшують ступінь прояву деяких біологічних ознак порівняно з бактеріями за аеробних умов культивування (інвазивні та вірулентні властивості Streptococcus групи В) (Mekalanos J. J., 1992; Atul K. та ін. 2003; Скляр Н. І., 2005; Gazdik m. a. та ін., 2005; Ahn S. J. та ін., 2007).

На сьогодні залишаються не вивченими питання щодо біологічних властивостей патогенних коринебактерій та їх взаємовідносин з іншими представниками за умови перебування в атмосфері мікроаерації.

Ця проблема привертає увагу ще й тим, що в патогенезі бактеріоносійства C.diphtheriae мікробіоценози, що формуються всередині мигдаликів, можуть відігравати важливу роль як у пригніченні, так і в посиленні процесів персистенції коринебактерій.

Мета роботи – на основі вивчення біологічних властивостей умовно-патогенних бактерій, Corynebacterium diphtheriae та особливостей міжмікробних взаємовідносин за різних умов існування розробити наукові підходи до удосконалення методів лабораторної діагностики й обґрунтувати вибір ефективних засобів для етіотропної терапії хворих на хронічний тонзиліт та санації носіїв C.diphtheriae, визначити перспективні види бактерій з антагоністичною активністю відносно збудників дифтерії.

Для досягнення поставленої мети сформульовано такі завдання:



  1. Провести паралельні бактеріологічні дослідження слизових оболонок та тканин екстирпованих мигдаликів у хворих на хронічний тонзиліт, ідентифікацію виділених бактерій до родів та видів.

  2. Вивчити біологічні особливості бактерій, виділених із різних прошарків мигдаликів.

  3. Дослідити біологічні властивості C.diphtheriae за аеробних та мікроаерофільних умов вирощування.

  4. Визначити чутливість коринебактерій до антибіотиків при культивуванні тест-штамів за аеробних та мікроаерофільних умов.

  5. З’ясувати характер взаємовідносин представників мікробіоценозів мигдаликів із патогенними коринебактеріями в різних за газовим складом умовах інкубації.

Цикл наукових праць містить дослідження, об’єднані спільною метою. Першим етапом досліджень було визначення мікробіологічних особливостей біоценозів слизових оболонок і більш глибоких прошарків тканин мигдаликів у хворих на хронічний декомпенсований тонзиліт. Установлено, що мікробіоценози слизових оболонок та тканин мигдаликів у хворих на хронічний тонзиліт характеризуються, в переважній більшості, збігом складу асоціацій відносно домінуючих представників S.aureus (68±6,6)%, S.pyogenes (60±6,9)%, Enterococcus spp. (42,0±7,0)%. Мікробні угруповання лімфоїдних тканин відзначаються в 1,3 рази вищим ступенем мікробного заселення, більшою видовою щільністю асоціацій та в 2,4-2,8 разів частішим вилученням Lactobacillus spp., N.sicca та Fusobacterium spp. порівняно зі спільнотами, що персистують на поверхні слизових оболонок. Біологічні властивості домінуючих представників мікрофлори мигдаликів залежать від біотопу персистенції. Вилучені з екстирпованих лімфоїдних тканин штами стафілококів та стрептококів проявляють в 1,3-1,6 разів вищі адгезивні властивості порівняно з ізолятами зазначених бактерій слизових оболонок мигдаликів. Визначено, що швидкість продукції лецитинази (фосфоліпази) достовірно вища у «тканинних» ізолятів золотавих стафілококів. Штами S.aureus та S.pyogenes, вилучені з лімфоїдних тканин, також характеризуються меншою чутливістю до антибіотиків груп аміноглікозидів, макролідів, а стафілококи – ще й до препаратів пеніцилінового та цефалоспоринового рядів.

Оскільки морфологічні зміни мигдаликів при хронічному декомпенсованому тонзиліті характеризуються дифузним розростанням сполучної тканини, ділянками жирової дистрофії, порушенням кровообігу, повнокров’ям судин, стазом, сладжем та діапедезом клітин крові до паренхіми мигдаликів, які призводять до недостатньої насиченості киснем середовища перебування бактерій, наступна ланка дослідів присвячена вивченню біологічних властивостей патогенів (насамперед збудників дифтерії) під впливом експериментально відтворених умов зниженого парціального тиску кисню (мікроаерофільні умови).

Вивчення біологічних властивостей мікробних асоціацій та збудників дифтерії, при культивуванні в експериментально відтворених умовах зниженого парціального тиску кисню, дозволило визначити, що зазначений фактор впливає на антибіотикочутливість патогенних коринебактерій у бік підвищення резистентності – 42,6% та 46,8% чутливих за аеробних умов штамів набувають помірної стійкості до пеніциліну та цефалоспоринів відповідно, а мінімальні інгібуючі концентрації гатіфлоксацину, окремих представників макролідів (еритроміцин) та анзаміцинів (рифампіцин) збільшуються в 1,1-2,9 разів. Відтворення мікроаерофільних умов культивування в експериментах призводить після п’ятого-восьмого пасажів до підвищення адгезивних властивостей музейних і циркулюючих штамів коринебактерій в 1,2-1,6 разів. Вирощування тест-штамів за умов низької концентрації кисню призводить до підвищення абсолютної й відносної швидкостей росту впродовж експоненціальної фази в 1,2-1,6 разів у музейних і циркулюючих коринебактерій. Антикомплементарна активність тест-культур C.diphtheriae при культивуванні за умов мікроаерації знижується в 1,4 рази після першого пасажу, в подальшому вказане пригнічення змінюється стимуляцією ознаки в 1,3 рази в порівнянні з контролем після другого та третього пасажів і в 1,7-1,9 разів після подальших пересівів.

Мікроаерофільне газове середовище підвищує інтенсивність антагоністичних властивостей стафілококів та лактобактерій по відношенню до збудників дифтерії: перші з них збільшують зони затримки росту тест-культур в 1,5-2,3 рази, а другі – в 1,4-2,7 разів.

Таким чином, у роботі наведено теоретичне узагальнення й нове вирішення наукового завдання щодо відмінностей кількісного й якісного за видовою характеристикою та біологічними властивостями складу мікробіоценозів різних прошарків мигдаликів при хронічному тонзиліті, а також впливу мікроаерофільних умов культивування на інвазивні ознаки штамів патогенних коринебактерій і чутливість їх до окремих представників мікрофлори мигдаликів та антибіотиків, що поглиблює уявлення про механізми різної тривалості персистенції мікробів у біологічних нішах й дає можливість більш обґрунтовано вибирати для лікування та санації протимікробні препарати.

Наукова новизна одержаних результатів. Запропоновано нові підходи стосовно мікробіологічної характеристики мікрофлори піднебінних мигдаликів. Уперше дана комплексна порівняльна характеристика мікробіоценозів поверхні слизових оболонок та асоціацій мікроорганізмів, що персистують в глибоких прошарках тканин мигдаликів у хворих на хронічний тонзиліт. Отримані нові дані, що істотно розширюють уявлення про якісний і кількісний склад мікрофлори різних прошарків мигдаликів, біологічні властивості та чутливість до антибактеріальних препаратів її представників.

Експериментально встановлені особливості впливу мікроаерофільних умов культивування на кінетику росту, адгезивний потенціал та антикомплементарну активність Cdiphtheriae. Показана зміна чутливості мікроорганізмів, зокрема збудників дифтерії, до засобів етіотропної терапії за умов мікроаерації.

Уперше визначено стимулюючий вплив малонасиченої киснем атмосфери культивування штамів-конкурентів на ступінь прояву їх антагоністичних властивостей стосовно коринебактерій.

Практичне значення одержаних результатів. Одержані уточнюючі дані відносно спектра чутливості до антибіотиків збудника дифтерії за мікроаерофільних умов культивування та умовно-патогенних бактерій, що персистують у лакунах мигдаликів при хронічних тонзилітах, закладають основи для більш обґрунтованого вибору засобів для етіотропної терапії зазначених патогенів, що, в свою чергу, дозволяє підвищити ефективність лікування хворих та санації бактеріоносіїв.

Експериментальні результати щодо культивування тест-культур за мікроаерофільних умов розкривають перспективність розробки технологій, направлених на підвищення адгезивних властивостей промислово значущих штамів бактерій та створення пробіотичних препаратів проти патогенних коринебактерій.

Укладено методичні рекомендації «Перспективні методи ідентифікації патогенних та умовно-патогенних коринебактерій» і «Методи визначення токсигенних властивостей коринебактерій». Матеріал, представлений у методичних рекомендаціях, має як наукову, так і практичну цінність. Впровадження вказаних документів в діяльність лікарів-бактеріологів та епідеміологів сприятиме вдосконаленню мікробіологічного моніторингу як у періоди спорадичної, так і епідемічної захворюваності на дифтерію, а також підвищенню ефективності лабораторної діагностики дифтерії в Україні.

З метою підвищення ефективності лабораторної діагностики бактеріальних інфекцій розроблено рецептуру й апробовано поживне середовище для одночасного виявлення гемолітичної та лецитиназної активностей мікроорганізмів (Патент України № 36224, опубл. 27.10.2008). Використання запропонованого середовища в мікробіологічній практиці не тільки дозволить підвищити якість дослідження за рахунок виявлення лецитиназної активності багатьох видів мікроорганізмів, а й сприятиме зниженню собівартості досліджень, тобто є економічно обґрунтованим.

Перспективним для впровадження в промислове виробництво бактерійних та імунобіологічних препаратів, а також у практичну діяльність бактеріологічних лабораторій профільних науково-дослідних установ є розроблений спосіб відновлення втрачених біологічних властивостей у коринебактерій (Патент України № 27167, опубл. 25.10.2007). Створена технологія дозволяє відновлювати біологічно цінні властивості у промислових культур чи музейних штамів мікроорганізмів, які втратили ту чи іншу ознаку, таким чином надаючи можливість довготривалого зберігання промислових, промислово-перспективних, еталонних штамів мікроорганізмів і актуальних збудників інфекційних хвороб без зміни їх фено-генотипових властивостей.

Загальна кількість публікацій. За темою опубліковано 27 наукових праць (із них 10 самостійно), у тому числі 10 статей у фахових виданнях, 2 методичні рекомендації та 13 тез у матеріалах українських та міжнародних наукових конференцій.

Наукові розробки захищено 2 патентами України на корисну модель.


кандидат медичних наук,

старший науковий співробітник

ДУ «Інститут мікробіології та імунології



ім. І. І. Мечникова НАМН України» Рижкова Т. А.



База даних захищена авторським правом ©mediku.com.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка