CC BY
56
УДК: 616.24-006.6:579.842.11
функциональные и биологические свойства
ESCHERICHIA COLI, ВЬЩЕЛЕнноЙ от Больных
раком легкого
о.П. Бочкарева1, Е.П. Красноженов1, В.Е. Гольдберг2, С.В. Дубовцева1,
Д.М. Подоплекин2, Е.и. Симолина2
Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск1 ФГБУ «НИИ онкологии» СО РАМН, г. Томск2 634050, г. Томск, Московский тракт, 2, e-mail: kepavl@mail.ru1
Низкий уровень функциональных свойств E. coli, выделенной из ротовой полости у больных раком легкого, указывает на нарушение симбиотических взаимоотношений эшерихий с макроорганизмом. Данные явления сопровождаются усилением биологических свойств кишечной палочки, обусловливающих паразитизм и патогенность бактерий.
Ключевые слова: рак легкого, кишечная палочка.
FUNCTIONAL AND BIOLOGICAL PROPERTIES OF ESCHERICHIA COLI ISOLATED FROM LUNG CANCER PATIENTS O.P. Bochkareva1, E.P. Krasnozhenov1, V.E. Goldberg2, C.B. Dubovtseva1, D.M. Podoplekin2, E.I. Simolina2
Siberian State Medical University, Tomsk1 Cancer Research Institute, SB RAMS, Tomsk2 2, Moskovsky tract, 634050-Tomsk, Russia, e-mail: kepavl@mail.ru1
A low level of functional properties of E. coli isolated from the mouth cavity of lung cancer patients indicated the disturbed symbiotic relationship between Escherichia and macro-organism. This evidence is followed by intensification of biological properties of E.coli, causing the parasitism and bacterial pathogenicity.
Key words: lung cancer, Escherichia coli.
Разработка эффективных методов диагностики, лечения и профилактики инфекционных осложнений и дисбиотических расстройств является одной из актуальных проблем в онкологии. Изучается диагностическая эффективность тестов, которые могли бы быть использованы для оценки состояния микрофлоры - основного компонента колонизационной резистентности организма. Результаты ранее проведенных исследований позволили рекомендовать полость рта в качестве биотопа для оценки микроэкологических нарушений в организме человека, что повышает доступность и достоверность бактериологического метода [1]. Однако для более точного и достоверного установления состояния дисбиоза недостаточно диагностировать «синдром избыточного роста» микроорганизмов, необходимы исследования функциональных и биологических свойств выделенных штаммов бактерий, нарушения которых могут также приводить к патофизиологическим проявлениям в организме больных. Согласно литературным данным, Escheri-
сЫа соН является частой причиной инфекционных осложнений у онкологических больных [4].
Целью исследования явилась оценка функциональных и биологических свойств кишечной палочки, выделенной из полости рта больных раком легкого (РЛ).
Материал и методы
Исследование проводилось на базе кафедры микробиологии и вирусологии Сибирского государственного медицинского университета и отделения химиотерапии ФГБУ «НИИ онкологии СО РАМН». Обследовали 13 мужчин и 6 женщин с морфологически подтвержденным диагнозом рак легкого II—IV стадий. Группу сравнения составили мужчины и женщины без онкологической патологии.
Материалом для исследования явились мазки со слизистой оболочки полости рта. Выделение культур бактерий и определение их биохимических свойств производили с помощью бактериологического метода, в соответствии с
функциональные и биологические свойства escherichia coli, выделенной от больных рл -------------------------------------------------------------------------------- 45
приказом МЗ № 535 «Об унификации микробиологических методов исследования, применяемых в клинико-диагностических лабораториях лечебно-профилактических учреждений» (2006). Идентификацию выделенных культур проводили по морфологическим, тинкториальным, культуральным и ферментативным свойствам согласно руководству по систематике Берджи.
Для оценки подвижности кишечной палочки использовали темнопольную микроскопию. Исследовали хемотаксическую активность кишечной палочки [5]. Адгезивные свойства кишечной палочки определяли по методу В.И. Брилис с соавт. [2]. Антилизоцимную активность бактерий оценивали чашечным методом [3]. Антагонизм выделенных культур кишечной палочки исследовали к 3 тест-штаммам: Staphylococcus aureusATCC 25923, Proteus mirabilis ГКПМ 160140 46 и Candida albicans 254611 NCPF 3255 ATCC 2091. Определение чувствительности кишечной палочки к дезинфицирующим веществам оценивали методом разведений с высевом на питательную среду.
Результаты исследования
Высеваемость Exoli из ротовой полости больных раком легкого была несколько выше (2,1 ± 0,12), нежели в группе пациентов без онкологической патологии (1,1 ± 0,10). При изучении функциональных свойств кишечной палочки были выявлены изменения фенотипических признаков бактерий: неспособность ферментировать глюкозу с образованием газа (44 %), вызывать гидролиз лактозы с образованием кислоты (57 %), осуществлять протеолиз с выделением индола (50 %); потеря подвижности (48 %) (табл.1).
Важной отличительной особенностью живых систем является их способность реагировать на изменения окружающей среды, которая проявля-
Рис. 1. Формирование хемотаксисной волны в культуре Е. соїі: а) культура, выделенная от пациентов группы сравнения; б) культура, выделенная от больных раком легкого
ется в форме таксиса - направленного движения особей по отношению к внешнему воздействию. Таксис является одним из условий возникновения бактериальных популяционных волн и, кроме того, оказывает влияние на формирование клеточных агрегаций наряду с такими факторами, как процессы метаболизма и внешние воздействия [5].
Результаты наблюдений за ростом популяции Е. соП показали, что через 3 и 4 ч распространения микроорганизмов (хемотаксических волн) не наблюдалось. Через 6 ч вокруг места инокуляции культуры кишечной палочки появлялся мутный ореол с четко очерченными границами - хемотак-сическая волна (рис. 1). Причем у колоний бактерий, выделенных из группы сравнения, диаметр ореола составил 3,9 см, а у культуры, высеянной из ротовой полости больных раком легкого, -1,5 см. Кроме этого, было выявлено, что культуре бактерий, выделенной от больных раком легкого, требуется большее время для адаптации на питательной среде и начала движения, чем кишечной палочке, полученной у пациентов без онкологической патологии (табл. 2).
Антагонизм индигенных бактерий является одним из основных факторов колонизационной
Таблица 1
Показатели функциональной и биохимической активности кишечной палочки, выделенной от больных раком легкого
Показатель Группа сравнения (n=18) Больные РЛ (n=19)
Высеваемость из ротовой полости, ^КОЕ/г 1,1 ± 0,10 2,1 ± 0,12 p<0,05
Глюкоза - образование газа 98 % 44 %
Лактоза - образование кислоты 92 % 57 %
Образование индола 98 % 50 %
Подвижность 81 % 48 %
адгезии микроорганизмов (ИАМ) Е. соїі, выделенной от больных раком легкого, - 4,48 ± 1,54, почти в 2 раза превышал таковые значения в группе сравнения - 2,58 ± 0,73. Эти различия в значительной степени зависели от среднего показателя адгезии -количества бактериальных клеток, адгезирован-ных на одном эритроците, которые составили 3,9 ± 1,21 у больных раком легкого и 1,9 ± 2,56 - в группе сравнения. Менее значима была разница в коэффициентах участия эритроцитов (табл. 3).
Противостояние бактерий защитным факторам макроорганизма способствует их персистенции. Одним из важных факторов такого противодействия является синтез ингибитора лизоцима. Средний уровень антилизоцимной активности у штаммов Е. соїі, выделенных от больных раком легкого, составил 5 ± 0,7, в то время в культурах микроорганизмов, изолированных от неонкологических больных, этот показатель был в 2,5 раза ниже - 2 ± 0,7.
Обсуждение
Резистентность к дезинфицирующим веществам и антисептикам является одной из характеристик госпитальных микроорганизмов, поэтому оценка их устойчивости позволяет прогнозировать распространение условно-патогенной флоры в стационаре. Нами исследована чувствительность кишечной палочки к хлоргексидину - широко применяемому в хирургии препарату с целью асептики и антисептики. При сравнении МПК (минимально
Таблица 2
изменение хемотаксисной активности E. coli, выделенной от больных раком легкого
Группы больных Диаметр хемотаксической волны колоний E.coli, см
1 ч 2 ч 3,5 ч 4,5 ч 5,5 ч 7 ч
Группа сравнения 0,2 і 0,01 0,2 і 0,02 0,3 і 0,01 2,5 і 0,04 3,8 і 0,03 4,2 і 0,03
Больные РЛ 0,2 і 0,02 0,2 і 0,01 0,2 і 0,02 0,7 і 0,02 1,4 і 0,01 1,6 і 0,04
Таблица 3
Биологические свойства E. coli, выделенной из полости рта больных раком легкого
Группы больных Адгезивная активность Антилизоцимная активность Устойчивость к дезинфектантам (МПК)
СПА КУА ИАМ
Группа сравнения (n=10) 1,9 і 0,56 76 і 8,1 2,58 і 0,73 2 і 0,65 0,13 і 0,05
Больные РЛ (n=10) 3,9 і 1,2 89 і 5,6 4,48 і 1,54 5 і 0,65 0,36 і 0,12
Примечание: СПА - количество бактериальных клеток, адгезированное на одном эритроците; КУА - коэффициент участия эритроцитов; ИАМ - индекс адгезии микроорганизмов; МПК - минимально подавляющая концентрация.
Рис. 2. Антагонистические свойства E. coli
резистентности организма. Анализ антагонистической активности культур кишечной палочки к тест-штаммам стафилококка, протея и грибка Кандида выявил более низкую степень антагонизма у Е. соП, выделенной из полости рта больных раком легкого, - 1,9-3,6-1,6 мм, нежели у эшерихий в группе сравнения, - 5,3-7,9-5,4 мм соответственно (рис. 2).
Адгезия является ведущим механизмом формирования в организме биопленки на слизистых оболочках. Биопленкообразование у патогенных и условно-патогенных микроорганизмов играет важную роль в генезе внутрибольничных инфекций. Анализ результатов по определению адгезивного потенциала кишечной палочки показал, что индекс
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ESCHERICHIA COLI, ВЫДЕЛЕННОЙ ОТ БОЛЬНЫХ РЛ
------------------------------------------------------------------------------------ 47
подавляющей концентрации) антисептика для разных штаммов кишечной палочки можно сделать вывод, что популяция Е. соН, выделенная у больных раком легкого, более устойчива к действию препарата, нежели эшерихии, высеянные у больных группы сравнения.
Таким образом, нами выявлены незначительные количественные изменения содержания Е.соП в ротовой полости у больных раком легкого. В то же время отмечено снижение функциональных свойств эшерихий (биохимической активности, подвижности, способности к хемотаксису, антагонистических признаков), что указывает на нарушение симбиотических и синергических взаимоотношений бактерий с макроорганизмом. Данные явления сопровождаются усилением биологических свойств кишечной палочки (способности к адгезии, антилизоцимной активности, резистентности к дезинфектантам), обусловливающих паразитизм и патогенность бактерий. Можно утверждать, что для правильной интерпретации результатов бактериологического исследования, вскрытия патогенетических механизмов развития микроэкологических нарушений и их коррекции необходимы комплексные исследования состояния резидентной микрофлоры разных биотопов организма пациента с учетом ее функциональных и биологических свойств.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бочкарева О.П., Красноженов Е.П., ГольдбергВ.Е., ПоповаН.О., Новикова Е.В., Дудникова Е.А., Подоплекин ДМ. Микрофлора полости рта как индикатор дисбиотических расстройств у больных раком молочной железы // Сибирский онкологический журнал. 2013. № 5. С. 24-26.
2. Брилис В.И., Брилене Т.А., ЛенцнерХ.П., Ленцнер А.А. Методика изучения адгезивного процесса микроорганизмов // Лабораторное дело. 1986. № 4. С. 210-212.
3. Бухарин О.В., Валышев А.В., Елагина Е.Е. Антилизоцимная активность анаэробных бактерий фекальной микрофлоры человека // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. 2000. № 5. С. 20-22.
4. Грузина В.Д. Коммуникативные сигналы бактерий // Антибиотики и химиотерапия. 2003. Т. 48, № 10. С. 32-39.
5. Цыганов М.А., Бикташев В.Н., Бриндли Дж., Холден А.В., Иваницкий Г.Р. Волны в кросс-диффузионных системах - особый класс нелинейных волн // Успехи физических наук. 2007. Т. 117, № 3. С. 275-300.
Поступила 10.05.14
REFERENCES
1. BochkarevaO.P., KrasnozhenovE.P., Gol’dberg VE., PopovaN.O., Novikova E.V., Dudnikova E.A., Podoplekin DM. Oral microflora as an indicator of disbiotic disorders in breast cancer patients // Sibirskij onko-logicheskij zhurnal. 2013. № 5. P. 24-26. [in Russian]
2. Brilis VI., Brilene T.A., LencnerH.P., LencnerAA. Study techniques of adhesive process of microorganisms // Laboratornoe delo. 1986. № 4. P 210-212. [in Russian]
3. Buharin O.V, ValyshevA.V, ElaginaE.E.. Antilysozyme activity of anaerobic bacteria from fecal microflora in man // Zhurnal mikrobiologii, jepidemiologii i immunologii. 2000. № 5. P. 20-22. [in Russian]
4. Gruzina VD. Bacteria communicative signals // Antibiotiki i himi-oterapija. 2003. Vol. 48 (10). P. 32-39. [in Russian]
5. Cyganov M.A., Biktashev V.N., Brindli Dzh., Holden A.V, Ivanickij G.R. Waves in systems with cross-diffusion as a new class of nonlinear waves // Uspehi fizicheskih nauk. 2007. Vol. 117 (3). P. 275-300. [in Russian]
