ТУБЕРКУЛЕЗ

Определение. Туберкулез (от лат.tuberculum - бугорок) - хроническое инфекционное заболевание большинства видов животных и человека, характеризующееся развитием клеточной аллергии, специфическими воспалительными изменениями с образованием гранулём в различных органах и тканях, полиморфной клинической картиной, наклонностью к хроническому течению. Туберкулез преследует человечество на протяжении всей истории. К нему восприимчивы многие виды домашних и диких животных, а также птицы. Среди сельскохозяйственных животных туберкулез особенно широко распространен у крупного рогатого скота /А.С.Донченко, 1989; Ю.Я. Кассич,1990; Р.В.Тузова,1983/.

Возбудители болезни. Туберкулез у млекопитающих вызывают микобактерии комплекса M.tuberculosis, M.bovis, M.africanum, у птиц - M.avium. Возбудитель туберкулеза бал открыт Р.Кохом в 1882 году, который выделил возбудителя в чистой культуре из пораженной туберкулезом ткани человека и животных. Заражая экспериментальных животных этой культурой, Кох получил аналогичное поражение туберкулезом и из пораженных органов вновь выделил исходную культуру.

Как уже отмечалось ранее M.tuberculosis - возбудитель туберкулеза человека, но может вызывать инфекцию у животных. M.bovis- возбудитель туберкулеза бычьего вида вызывает заболевание у большинства млекопитающих и человека, чаще является причиной заболевания крупного рогатого скота. M.africanum -промежуточный тип между M.tuberculosis и M.bovis, встречающийся в Африке.

Морфология и тинкториальные свойства. Возбудители туберкулеза имеют обычно форму тонких палочек, иногда прямых, но чаще слегка изогнутых с округленными концами, 0,2-0,6 мкм в ширину и 1 -6 мкм в длину. Бактерии одного и того же штамма, даже одного возраста, могут быть различной длины и ширины. Они неподвижны, спор не образуют, жгутиков не имеют. Характерной особенностью морфологии бактериальной клетки является наличие в ней зернистости. Количество зерен в цитоплазме колеблется. Предполагается, что они играют важную роль в процессах обмена веществ палочки, обуславливают ее кислотоустойчивость, принимают участие в размножении. Для микобактерий туберкулеза характерен полиморфизм. В старых культурах появляются нитевидные, ветвистые или зернистые формы, достигающие 20 мкм. Микобактерии обладают хорошо выраженной клеточной стенкой со значительным содержанием липидов. Это обусловливает характерный для микобактерий признак - кислото-спиртоустойчивость, т.е. при окраске основными красителями (карболовый фуксин) они не обесцвечиваются 95% этанолом с 3% соляной кислоты. На этом основан метод дифференциальной окраски по Циль-Нильсену. В результате микобактерии окрашиваются в рубиново-красный цвет, а все остальные микроорганизмы и окружающий субстрат - в синий.

Для нормального роста и развития бактериальной клетки необходимо достаточное количество кислорода, однако они могут расти и при недостатке или отсутствии последнего.

Для микобактерий туберкулеза характерно наличие особого липоида - корд-фактора, который обуславливает вирулентность и их склеивание в форме жгутов или шнуров. Микобактерии птичьего вида и атипичные микобактерии не способны к корд-образованию, что является их отличительной особенностью.

Микобактерии туберкулеза обладают хорошей устойчивостью, могут сохранять жизнеспособность при очень низких температурах и при подогреве в течение 5 минут могут выдерживать температуру до 80°С. Все это затрудняет дезинфекцию при туберкулезе. При интенсивном облучении солнцем и при высокой температуре окружающей среды жизнеспособность микобактерий резко снижается и, напротив, в темноте, холоде и сырой атмосфере выживаемость их весьма значительна.

Культуральные свойства. Возбудители туберкулеза при посеве патологического материала растут медленно. Колонии микобактерий туберкулеза бычьего и человеческого вида появляются через 20-60 дней, а птичьего вида через 15-30 дней после посева. При адаптации к питательной среде скорость роста может возрастать.

Оптимальная температура роста 37-38иС. M. avium могут расти при 45иС.

Для нормального развития микобактерий требуются питательные среды богатые органическими веществами. Предпочтительнее применять питательные среды, в состав которых входят глицерин, картофель, аспарагин. Аспарагин является основным источником азота. Для выявления микобактерий из патматериала в лабораторной практике наиболее часто используют плотные питательные среды: Левенштейна-Иенсена, Гельберга, Петраньяни, Павловского, Финн - 2, Фаст-ЗЛ и т.д /Л.М.Ходун, 1996; И.И.Румачик, 1997; Takimura Y., Thompson J.R., 1969/. После адаптации они могут расти на жидких синтетических и полусинтетических средах, с использованием в качестве источника азота аспарагина (среда Сотона) или щавелевокислого аммония (среда Моделя).

Возбудитель туберкулеза бычьего вида в диагностических посевах на яичных средах растет медленнее, чем возбудитель человеческого вида, и дает скудный рост в виде сухих мелких колоний (0,5-1 мм) с неровными краями и зернистой поверхностью, светло-серого цвета, иногда в виде колоний незначительно выступающих над поверхностью среды (R-форма).

Возбудитель туберкулеза человеческого вида дает более пышный рост в виде полиморфных колоний: грубых, приподнятых, шероховатых, со складчатой поверхностью, неровными краями. Часто колонии имеют кремовый оттенок, однако, в большинстве случаев по виду их нельзя отличить от M.bovis. В жидкой питательной среде рост начинается сверху в виде пленки, которая от края простирается на всю поверхность среды, по мере роста подымается кверху по стенке колбы и частично осаждается на дно.

M.avium дает гладкие блестящие, часто тюрбаноподобные колонии, хорошо эмульгирующиеся в водных растворах (S форма колоний).

В качестве дифференцирующих культуральных тестов наиболее часто используют:

- способность роста на МПБ и МПА (M.bovis, M.tuberculosis не растут, атипичные микобактерии в большинстве случаев дают рост);

- рост на плотных яичных средах при 200, 370, 450 С (M.bovis и M.tuberculosis растут только при 370С, M.avium - при всех указанных режимах.

Нередко только с помощью культурального метода удается поставить диагноз. Тем не менее, выделение культуры возбудителя остается трудоемким и не всегда эффективным процессом. Это связано с медленным ростом микобактерий туберкулеза, требовательностью последних к питательным средам и несовершенством самих сред.

Для улучшения культивирования микобактерий разрабатываются новые варианты питательных сред. Современные методы с использованием высокоселективных сред позволяют выращивать культуры за 1 -2 недели, но идентификация микроорганизма требует дополнительного времени.

Биохимические свойства позволяют различить виды и варианты микобактерий внутри комплекса M.tuberculosis-M.bovis, а также отличать их от атипичных микобактерий. В клетках М. tuberculosis содержатся такие энзимы, как никотинамидаза, пиразинамидаза, уреаза, эстераза, липаза, нитроредуктаза и др. В клетках М. bovis нитроредуктаза и никотинамидаза отсутствуют, но имеется уреаза, М. avium содержат никотинамидазу и пиразинамидазу. Чаще всего исследуют способность суспензий микобактерий (5-10 мг/мл) в физиологическом растворе или специальном буфере образовывать ниацин, редуцировать нитраты, вызывать гидролиз твина 80, разлагать амиды, расти на питательных средах с добавлением некоторых химических веществ. Так, например, М. tuberculosis содержит в 10 раз больше никотиновой кислоты, чем микобактерии бычьего вида и атипичные. Никотиновую кислоту определяют с помощью ниацинового теста, который позволяет отличать микобактерии человеческого вида от других видов.

Атипичные микобактерии дают рост, а микобактерии комплекса M.tuberculosis не растут на яичных средах с добавлением паранитробензойной кислоты (500мг/л). Микобактерии человеческого вида обладают способностью восстанавливать нитраты, чем отличаются от микобактерий бычьего и, птичьего и некоторых атипичных.

В таблице 1 дана дифференциация видов комплекса M.tuberculosis- M.bovis по биохимическим свойствам /по Grange, Yates, 1994/.

Таблица 1 - Дифференциация видов комплекса M.tuberculosis- M.bovis по биохимическим свойствам

20

Патогенность для разных видов животных. Решающим критерием, позволяющим определять принадлежность микобактерий к тому или иному типу, является их неодинаковая патогенность для различных видов животных.

Патогенность для лабораторных животных определяется путем подкожного или внутривенного введения по 1 мг (влажного веса) бактериальной массы кроликам, морским свинкам и курам (таблица 2). Микобактерии птичьего вида очень патогенны для птиц, однако морские свинки, наоборот, практически невосприимчивы к заражению данным видом. Морские свинки одинаково чувствительны к микобактериям человеческого и бычьего видов, в то время как кролики очень чувствительны к М. bovis и значительно меньше поражаются M.tuberculosis, даже заражение большой дозой вызывает у них только местные поражения без генерализации процесса.

Таблица 2 - Патогенность микобактерий для разных видов животных

21

Патогенность для сельскохозяйственных животных. M.bovis вызывает заболевание у крупного рогатого скота, свиней, норок, маралов, коз, овец, лошадей, диких животных и человека.

M.tuberculosis вызывает заболевание у человека, свиней и редко у других животных. Может инфицировать крупный рогатый скот, но инфекция протекает латентно, как правило, без развития макроскопических изменений. Инфицированные животные могут выделять возбудитель с молоком.

M.avium вызывает туберкулез у птиц, может вызывать туберкулезоподобные лимфодениты у свиней. При инфицировании M.avium крупного рогатого скота развиваются аллергические реакции на туберкулины.

Непатогенные штаммы возбудителя туберкулеза. Французские исследователи Кальмет и Герен в начале 20 века добились стойкого исчезновения патогенности у штамма возбудителя туберкулеза бычьего вида после более 200 пассажей на глицериновом картофеле с 5% бычьей желчи. Штамм, названный по первым буквам фамилий ученых BCG (БЦЖ) обладал выраженными иммуногенными свойствами, но не был патогенен для человека и животных. До настоящего времени штамм БЦЖ используется для изготовления противотуберкулезной вакцины, применяемой для профилактики туберкулеза человека.

Трансформированные микобактерии. Под влиянием воздействия различных факторов внешней среды возбудитель туберкулеза проявляет широкий диапазон изменчивости морфологии бактериальных клеток от мельчайших фильтрующихся частиц и зерен до гигантских, ветвистых форм с огромными почковидными выпячиваниями и колбообразными вздутиями. Многообразие форм возбудителя, с одной стороны, отражает различные стадии и фазы развития его бактериальных клеток, а с другой - указывает на его филогенетические связи с другими представителями простейших растительных форм /И.Р. Дорожкова,1974/.

В организме человека и животных, бактериальные формы возбудителя туберкулеза, нередко трансформируются в Л-формы. Этому способствуют антибиотики, блокирующие синтез клеточной стенки, а также иммунозащитные системы макроорганизма, такие как фагоцитоз, антителообразование, воспаление /З.С.Земскова, И.Р.Дорожкова,1984; М.И.Гертман, 1988; И.В.Коваленко, 1989/. В основе Л-трансформации лежит нарушение биосинтеза муреинов, составляющих основу клеточных стенок микобактерий. Морфологические элементы L-форм микобактерий туберкулеза представлены гигантскими телами, выполненными зернистыми структурами, скоплениями крупных и мелких зерен, вакуолями, шаровидными образованиями типа сферопластов и единичными светопреломляющими телами. L-формы обладают низкой патогенностью, но способны выживать в неблагоприятных условиях. В связи со значительной редукцией клеточной стенки, L-формам свойственна высокая хрупкость всех составляющих их элементов и необходимы особые требования к условиям культивирования. Общепринятыми методами бактериологической диагностики эта форма микобактерий не выявляется, так как L-формы не растут на обычных питательных средах и требуют специальных элективных питательных сред. Для их выявления используют специальную модифицированную среду Школьниковой. В.В.Власенко с соавторами (1998) разработана среда ВКГ со стимулятором роста, позволяющие культивировать измененные формы микобактерий со сниженной жизнеспособностью и ферментативной активностью и, проводить прижизненную, ускоренную диагностику болезни (3-10 дней), однако исследования в данном направлении продолжаются.

Из-за отсутствия или повреждения их клеточной стенки они не воспринимают обычно применяемые для выявления микобактерий красители и, потому их не удается обнаружить бактериоскопически в мазках из очагов поражения. Наряду с изменением морфологических и культуральных свойств, у них изменяются и другие биологические свойства, в том числе антигенный состав, а также утрачивается вирулентность для животных или, наоборот, появляется способность вызывать поражения, не свойственные исходной культуре либо по характеру патологического воздействия, либо по органной локализации.

Достоверно установлена их роль в латентном течении туберкулеза и в возникновении рецидивов туберкулеза у животных и человека. Л-формы способны персистировать в организме человека и животных, как в стабильном, так и условно стабильном состоянии. Считается, что этот процесс в значительной степени обеспечивает поддержание иммунного состояния. Тем не менее, всегда сохраняется возможность реверсии возбудителя в бациллярную форму и развития болезни, особенно при возникновении дефектов в звеньях иммунной системы /А.Ж Мусин, 1985; В.С.Федосеев и др., 1985/. Доказано, что рецидивы туберкулеза у человека в пожилом возрасте, а также у инфицированных вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ), возникают за счет активации и реверсии Л-форм возбудителя туберкулеза в остаточных туберкулезных изменениях. Это же явление лежит и в основе повторного возникновения туберкулеза в ранее оздоровленных стадах крупного рогатого скота.

Антигенный состав микобактерий туберкулеза. Антигены - генетически чужеродные вещества, индуцирующие иммунный ответ. Как правило, это высокомолекулярные соединения с массой порядка нескольких килодальтон (кДа). Специфичность иммунного ответа определяется особенностями последовательности аминокислот в молекуле антигена, наличием специфических остатков сахаров, а также формой молекулы, которые формируют антигенные детерминанты (эпитопы).

Микобактерии обладают весьма сложным антигенным составом и стимулируют иммунный ответ на множество антигенных компонентов, проявляющийся гиперчувствительностью замедленного типа, синтезом антител и некоторой устойчивостью к последующему заражению. Первые исследования позволили обнаружить у микобактерий разных групп общие и специфические антигены, определить белковую, полисахаридную, липидную природу некоторых из них.

Антигенный состав - важная таксономическая характеристика микобактерий туберкулеза. Его изучают с помощью поликлональных кроличьих, козьих, бычьих антисывороток, а также моноклональных антител /Closs O et. al., 1980; Daniel T.M., Janicki B., 1978/. Важный момент получения антисывороток и проведения исследований - это использование препаратов с минимальной степенью денатурации, возникающей при инактивации микобактерий. Среди антигенов микобактерий обнаружены антигены, обще для представителей рода Mucobacterium, общие для определенных групп, специфичные для вида и даже для определенного штамма /А.П.Лысенко, Г.А.Карпова, Т.Н.Агеева, 1992; А.П.Лысенко, 1994; Harboe M. et. al., 1990/

Антигенный состав возбудителей туберкулеза достаточно постоянен и его вариации в пределах вида незначительны. Обнаружено более 100 индивидуальных антигенов, однако, лишь 20-25 играют роль в иммунном ответе при инфицировании крупного рогатого скота /Т.Н.Агеева, 1993; А.П.Лысенко, 1994/.

M.bovis, M.tuberculosis имеют 90-95% антигенного родства, в свою очередь с M.avium у указанных видов оно не превышает 70-80% и их можно четко дифференцировать по антигенному составу в серологических тестах.

Номенклатура индивидуальных антигенов зависит от метода их выявления,

Свойств и вида микобактерий. Так, антигены M.bovis идентифицированные по электрофоретической подвижности обозначаются MPB с указанием показателя подвижности (например, MPB 70), определенные в перекрестном электрофорезе с референс-сывороткой и антигеном BCG обозначаются, как, например, BCG60. В том случае, если установлена молекулярная масса белкового антигена он обозначается, как Р (protein), например Р24.

К важнейшим антигенам возбудителей туберкулеза относят антиген BCG60, являющийся липопептидогликаном с массой более 200 кДа. Антиген локализуется преимущественно в клеточной стенке, стимулирует выраженный иммунный ответ и встречается практически у всех видов микобактерий /Farbe I. et.al., 1986/.

Антиген 78 BCG, выделенный с помощью аффинной хроматографии, считается более специфичным для М.tuberculosis и M.bovis /Daniel T.M. et.al,.1982/. Представляет собой термолабильный гликопротеин с массой 28,5 - 35 кДа. Однако, по данным М.Нагboe (1985) он может давать перекрестные реакции с М. avium и M.smegmatis.

Особое значение для диагностики имеют видоспецифические антигены (характерные только для одного вида). Так, антиген MPB70 присущ только штаммам возбудителя туберкулеза бычьего вида и не встречается у M.avium и атипичных микобактерий, поэтому может использоваться для точной дифференциации причин иммунного ответа /Harboe M. et. al., 1990/. Антигены БЦЖ10, 81, 78, также как и 70, относят к группе преимущественно специфичных для возбудителей туберкулеза млекопитающих.

Нагревание разрушает многие термолабилъные антигены. Исследования Harboe (1984) показали, что при нагревании культурального фильтрата БЦЖ до 1200С большая часть антигенов теряет способность образовывать видимые преципитаты. В гретом культуральном фильтрате, как и в альттуберкулине Коха, превалировали антиген БЦЖ60 и антигенные компоненты, в основе которых были d-арабино-d-маннан и сБарабиноЛ-галактан.

Эпизоотология туберкулеза. Туберкулёз, вызываемый Mycobacterium bovis, одна из значимых проблем инфекционной патологии крупного рогатого скота. Серьезную опасность болезнь представляет здоровью других видов животных и человеку. Из 155 Стран-Членов МЭБ в 34, в том числе и в Беларуси, M. bovis спорадически выявляется у человека.

Считается, что в Республике Беларусь проблема приобрела особую актуальность после Великой отечественной войны и была связана с завозом крупного рогатого скота, поступавшего по контрибуции из Германии. Распространению инфекции способствовала разруха народного хозяйства. В 1949 году число неблагополучных пунктов достигла максимального значения - 2300.

Интенсивные мероприятия по борьбе с туберкулезом в республике начались в конце 50-х годов прошлого века и в основном базировались на регулярной туберкулинизации, изоляции или сдаче на убой реагирующих животных. Благодаря планомерной работе по борьбе с туберкулезом, эпизоотическая ситуация постепенно улучшалась, хотя периодически отмечался подъемы заболеваемости. Существенный перелом наступил в конце 80-х годов.

Объективно характеризует эпизоотическую ситуацию обнаружение туберкулеза на секции. Число случаев туберкулеза уменьшилось с 1988 года с 5077 до 282 случаев в 2000 г, а количество неблагополучных пунктов снизилось до 6-10. Снизилось также и количество реагирующих на туберкулин животных, так если в 1989 году их было выявлено 76 тысяч реагирующих коров и из них 63 тысячи сданы на убой, то к 2000 году эти показатели заметно уменьшились и составили соответственно, 27 тысяч и 14 тыс. голов.

Основной особенностью эпизоотической ситуации по туберкулезу в республике является то, что основную массу реагирующих животных, выявляют в благополучных по туберкулезу хозяйствах /А.П. Лысенко и др., 1997; А.А.Холод и др., 1997; А.П. Лысенко, 2003/.

Установлено, что значительный вклад в развитие повышенной чувствительности крупного рогатого скота к туберкулину в благополучных хозяйствах вносят атипичные микобактерии, широко распространенные во внешней среде. При исследовании более тысячи проб из разных районов республики, была выявлена исключительно высокая насыщенность внешней среды, животноводческих ферм и кормов микобактериями. В ряде случаев на 1 см поверхности разных объектов ферм (кормушки, полы, поилки, проходы, почва выгульных дворов) находилось более 500 тысяч микобактерий /А.Э.Высоцкий, 2002/. Обнаружена корреляция степени загрязнения ферм микобактериями с числом положительно реагирующих на туберкулин животных. Однако во многих хозяйствах наряду с инфицированием атипичными микобактериями, встречаются также животные с высокой вероятностью инфицирования возбудителем туберкулез /Ю.Я. Кассич; А.П.Лысенко, 1994/. Причиной этого может быть высокая устойчивость возбудителя во внешней среде, приспособляемость к скрытому выживанию в организме, способность изменять вирулентность в зависимости от условий существования. Кроме того, существование неучтенных факторов эпизоотического процесса, слабое воздействие на звенья эпизоотической цепи, при осуществлении противотуберкулезных мероприятий, возможное влияние роста заболеваемости туберкулезом человека на эпизоотическую ситуацию в скотоводстве обуславливает высокую вероятность рецидивов болезни.

Статистика

Вверх

© Ветеринария 2021