CC BY
59
УДК 576.851.252:616-053.2:614.87
ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕРСИСТЕНТНЫХ СВОЙСТВ НОСИТЕЛЬСКИХ
ШТАММОВ S.AUREUS И СОСТОЯНИЕ РЕЗИСТЕНТНОСТИ СЛИЗИСТЫХ ОБОЛОЧЕК ВЕРХНИХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ У ДЕТЕЙ, ПРОЖИВАЮЩИХ В РАЙОНАХ С РАЗНОЙ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКОЙ
Бакшеева С.С., Сергеева И.В.
Проблема стафилококкового бактерионосительства не перестает сохранять свою актуальность, поскольку бактерионосители являются источниками эпидемиологической опасности. Независимо от этиологии, инфекционный процесс начинается с колонизации слизистой оболочки в месте входных ворот. Дальнейшее течение инфекционного процесса определяется свойствами патогена и уровнем защищенности от него организма хозяина.
Цель: определить факторы персистенции стафилококков и состояние резистентности слизистых оболочек верхних дыхательных путей у детей -резидентных бактерионосителей, проживающих в районах с разной антропогенной нагрузкой.
Методы: Проведено обследование 385 детей проживающих в районах с разной антропогенной нагрузкой города Красноярска.
Результаты: Обнаружено снижение активности лизоцима и
уменьшение концентрации sIg А у обследуемых детей проживающих в экологически неблагополучном районе, что способствует увеличению бактерионосительства S.aureus. Огафилококки, колонизирующие передний отдел носа детей, проживающих в экологически неблагополучном районе, обладали более выраженными факторами персистенции на фоне снижения резистентности слизистых оболочек.
Область применения: практическое здравоохранение.
Ключевые слова: лизоцим, sIg А, S.aureus, персистенция,
бактерионосительство, антропогенная нагрузка.
CHARACTERISTIC PERSISTENCE OF PROPERTIES NOSITELSKY STAMMS S.AUREUS AND THE CONDITION OF RESISTANCE OF MUCOUS MEMBRANES OF THE TOP RESPIRATORY WAYS AT CHILDREN LIVING IN AREAS WITH DIFFERENT ANTHROPOGENOUS
LOADING
Baksheeva S.S., Sergeeva I.V.
The problem staphylococcal bacteriocarrier doesn't cease to keep the urgency as bacteriocarrier are sources of epidemiological danger. Irrespective of an etiology, infectious process begins with mucous membrane colonization in a place of entrance gate. The further current of infectious process is defined by properties microorganism and level of security from it an organism of the owner.
Purpose: To define factors persistence staphylococccus and a condition of resistance of mucous membranes of the top respiratory ways at children - resident bacteriocarrier, living in areas with different anthropogenous loading.
Methodology: Investigation of 385 children living in areas with different anthropogenous loading of a city of Krasnoyarsk is carried.
Results: The levels of lysozyme in the mixed saliva and the content of sIgA in lavages from the mucosa of the nasal cavity, and bacteriological tests performed on the carriage of Staphylococcus aureus and studied the persistent characteristics of the isolated cultures S.aureus. It was found decreasing in lysozyme activity and the decrease in sIgA in the surveyed children living in ecologically unfavorable area, which contributes to an increase in bacteria S.aureus. Staphylococci colonizing the
anterior nasal children living in hot spots, had a more prominent factors in the persistence of the reduction of local immunity of the mucous membranes.
Practical implications: practical public health services.
Keywords: lysozyme, sIgA, S.aureus, persistence, bacteriocarrier,
anthropogenic load.
Проблема стафилококкового бактерионосительства не перестает сохранять свою актуальность, поскольку бактерионосители являются источниками эпидемиологической опасности. Независимо от этиологии, инфекционный процесс начинается с колонизации слизистой оболочки в месте входных ворот. Дальнейшее течение инфекционного процесса определяется свойствами патогена и уровнем защищенности от него организма хозяина [1,2].
В патогенезе резидентного стафилококкового бактерионосительства важную роль играет снижение резистентности слизистых оболочек верхних дыхательных путей, в частности, нарушение синтеза sIgA и концентрации лизоцима. Среди факторов, определяющих колонизационную резистентность слизистой оболочки верхних дыхательных путей, ведущая роль принадлежит секреторному иммуноглобулину А и лизоциму [3]. На сегодняшний день имеются многочисленные факты, что микроорганизмы способны инактивировать, либо связывать многие из компонентов антимикробной защиты слизистых оболочек макроорганизма [4]. Выявлено, что стафилококки способны продуцировать протеиназы с широкой субстратной специфичностью, расщепляя в тестах in vitro такие белки, как коллаген, лизоцим, иммуноглобулины всех классов и др. [5], что нарушает локальные процессы иммунорегуляции и влияет на течение и исход инфекционного процесса. До настоящего времени остается открытым вопрос об использовании свойств микроорганизмов, способствующих уклонению от защитных факторов макроорганизма и обеспечивающих колонизацию, в качестве маркеров патогенности у клинических изолятов, а также критериев эпидемиологической
опасности [6]. До конца не выяснена роль антилизоцимной, антиинтерфероновой и антикомплементарной активностей S. aureus и резистентности слизистых оболочек в формировании бактерионосительства у детей, проживающих в экологически неравнозначных условиях.
Цель работы - определить факторы персистенции стафилококков и состояние резистентности слизистых оболочек верхних дыхательных путей у детей - резидентных бактерионосителей, проживающих в районах с разной антропогенной нагрузкой.
Материалы и методы. Проведено обследование 385 детей проживающих в районах с разной антропогенной нагрузкой города Красноярска. Все дети в возрасте 7 -11 лет, относились к 1 и 2 группе здоровья и проживали в исследуемых районах города с момента рождения. Обследованные дети были разделены на 2 группы.
В первую группу вошли дети, проживающие в экологически «чистом» районе (n=202) вдали от промышленных предприятий (ИЗА <0,6 отн.ед.). Дети 11 группы (n=183) проживали рядом с химическими предприятиями, в число приоритетных загрязнителей атмосферы которых входили полициклические ароматические углеводороды, бенз-а-пирен, фтористые соединения. Уровни разовых максимальных концентраций в жилых массивах этого района на всех пунктах наблюдения превышают санитарные нормы в 7-39 раз. В почвенном слое отмечается значительное превышение концентрации цинка, никеля, стронция, свинца и марганца. Индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) в этом районе составил 16,1 отн.ед., среднесуточное загрязнение пылевыми частицами не превышало ПДК (до 0,15 отн.ед.) и составило 0,123 отн.ед. [7,8].
В каждой группе оценивали содержание лизоцима в смешанной слюне и содержание секреторного иммуноглобулина (sIgA) в смывах со слизистой полости носа, а также проводили бактериологическое исследование на носительство золотистого стафилококка и изучали персистентные характеристики выделенных культур S.aureus.
Количественное определение sIgA в смывах со слизистой передних отделов полости носа проводили с помощью набора «IgA секреторный-ИФА-БЕСТ» ЗАО «Вектор-Бест» (Новосибирск) на комплекте оборудования для ИФА (Bio-Rad, США-Франция). Активность лизоцима определяли в смешанной слюне (%), которая забиралась в одно и тоже время суток - в утренние часы, натощак, без стимуляции слюнных желез, методом сплевывания в стерильную пробирку. Активность лизоцима смешанной слюны определяли фотонефелометррическим методом.
Выделение и идентификацию стафилококков проводили общепринятыми методами [9]. При определении видовой принадлежности штаммов использовали микротесты фирмы «Lachema» (Чехия»).
При обследовании школьников на стафилококковый биоценоз исследуемый материал (клетки эпителия слизистой носа) засевали на чашки с желточно-солевым агаром. После инкубировали при 37оС, в течение 24-48 часов производили количественную и качественную оценку выросших колоний, расчет показателя микробной обсемененности (ПМО).
Число микробных клеток 10 и более на тампон является показателем высокой обсемененности и свидетельствует о бактерионосительстве, представляющим эпидемическую опасность.
Тип стафилококкового бактерионосительства определяли по антилизоцимной активности (АЛА) штамма. При наличии у золотистых стафилококков АЛА-признака бактерионосителей относили к резидентным [10].
Для изучения персистентных характеристик наряду с общепринятыми биологическими свойствами у выделенных штаммов стафилококков определяли антилизоцимную активность (АЛА), антиинтерфироновую (АИА) и антикомплементарную (АКА) активности.
Определение наличия и выраженности антилизоцимной активности (АЛА), антиинтерфероновой и антикомплементарной активностей стафилококков проводили по методам О.В. Бухарина с соавт. [1].
Статистическую обработку результатов проводили с помощью пакета прикладных Statistica V 6.0. Поскольку по критерию Шапиро-Уилкса распределение носило нормальный характер, для описания качественных учетных признаков применяли среднее арифметическое и стандартную ошибку среднего (М±т). Основываясь на равенстве дисперсий значимость различий определяли по критерию Югьюдента. Для качественных признаков рассчитывалась процентная доля, стандартная ошибка доли (Р±т) или 95% доверительный интервал (Р [95% ДИ]), значимость отличий определялась по критерию %2. Критический уровень значимости (р) при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимался равным 0,05.
Результаты и обсуждения. Известно что, защитные факторы слизистых оболочек зависят от концентрации лизоцима, который лизирует клеточную стенку некоторых микроорганизмов, в первую очередь грамположительных. Кроме того, лизоцим стимулирует фагоцитарную активность лейкоцитов и участвует в регенерации биологических тканей. В нашем исследовании обнаружено снижение активности лизоцима в смешенной слюне у детей, проживающих в экологически неблагополучном район (группа 2), по сравнению с детьми из экологически благополучного района (табл.1).
Одним из важных факторов антибактериальной защиты является sIgA, который препятствует адгезии бактерий к поверхности клеток слизистых оболочек. Исследование концентрации sIgA в смывах из носовой полости выявило значимое снижение его уровня у детей из экологически неблагополучного района (табл.1), что возможно связанно с местной иммуносупрессией за счет воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды.
Снижение уровня sIgA и лизоцима приводит к снижению резистентности слизистых оболочек верхних дыхательных путей и способствует колонизации патогенными микроорганизмами данных биотопов -развитию носительства золотистого стафилококка. Установлено, что
распространенность стафилококкового бактерионосительства в популяции детей города Красноярска достаточно высока. С максимальной частотой S. aureus выделяли со слизистых оболочек переднего отдела носа у детей 2 группы, проживающих в экологически неблагополучном районе города -56,8%, в а экологически благополучном районе (1 группа) количество бактерионосителей золотистого стафилококка было значительно ниже - 37,6% обследуемых детей (табл.2).
Таблица 1
Концентрация лизоцима и sIgA у детей, проживающих в районах с
разной антропогенной нагрузкой
Показатель Группа 1 (n=202) Группа 2 (n=183) Р
Лизоцим, % 6,02 [5,98;6,06] 4,80 [4,76;4,84] <0,001
Р [95% ДИ] <0,001
sIgA ,г/л 3,01±0,02 1,60±0,02 <0,001
(M±m)
Таблица 2
Распространенность бактерионосительства S. aureus у детей, проживающих в районах с разной антропогенной нагрузкой
Показатель Группа 1 (n=202) Группа 2 (n=183) Критерий х2
Абс. [95% ДИ] Абс. [95% ДИ]
Кол-во бактерионосителей S. aureus, % 76 37,6 [30,8;44,4] 104 56,8 [49,4;64,2] 1,2<0,01
Рассматривая влияние носительства стафилококка на организм ребенка, следует отметить, что ряд исследователей считают его одним из ведущих факторов риска развития заболеваний инфекционной этиологии [6]. Стафилококки обладают способностью к деградации иммуноглобулинов различных классов, истощают систему комплемента, приводят к нарушениям функционирования и кооперации иммунного ответа, в частности основных регуляторных субпопуляций Т-лимфоцитов, подавляют активность факторов неспецифической резистентности - лизоцима, способствуют развитию гиперчувствительности замедленного типа, нарушают процессы фагоцитоза и
др. [11,12].
Проведенный корреляционный анализ показал обратную связь средней силы (0,40 и 0,36 соответственно, p<0,05) между sIg «А», лизоцимом и резидентным носительством золотистого стафилококка.
Следующий этап работы заключался в изучении факторов персистенции выделенных со слизистой оболочки переднего отдела носа у детей S. aureus. Всего было изучено 180 культур стафилококка.
При анализе персистентных характеристик штаммов S. aureus, выделенных со слизистой носа бактерионосителей, установлено, что показатели антилизоцимной активности (АЛА) стафилококков, выделенные от детей первой исследуемой группы, проживающих в экологически благополучном районе были минимальные (1,18±0,57мкг/мл) и значительно отличались от таковых во второй исследуемой группе (2,8 мкг/мл) (p<0,05). Культуры стафилококка, выделенные со слизистой носа детей первой группы, обладали низкой антиинтерфероновой активностью (63,2%), тогда как во втором районе 70,2% культур имели средние значение АИА. Среднепопуляционная антикомплементарная активность изученных культур стафилококка была низкой и не превышала 10 усл.ед., составляя в первом исследуемом районе 5,5±1,79 усл.ед., во втором районе - 8,03±3,01 усл.ед.
Анализ частоты встречаемости комбинации всех трех исследуемых факторов персистенции у стафилококков, выделенных со слизистой носа детей, показал, что все культуры имели данные признаки, но у S.aureus, вегетирующих слизистые детей первой группы высокие значение АЛА, АИА, АКА не регистрировались. Тогда как у более чем 15% исследуемых культур, выделенных во второй группе, встречалась комбинация всех изученных факторов персистенции с высокими значениями.
Таким образом, под воздействием неблагоприятных факторов окружающей среды наблюдается снижение резистентности слизистых оболочек верхних дыхательных путей у детей и как следствие происходит увеличение стафилококки колонизирующие передний отдел носа детей, проживающих в экологически неблагополучном районе крупного промышленного города, обладали более выраженными факторами персистенции на фоне снижения местного иммунитета слизистых оболочек.
Список литературы
1. Бухарин О.В., Усвяцов Б.Я., Малышкин А.П., Немцева Н.В. Метод определения антилизоцимной активности микроорганизмов // Журнал микробиологии. 1984. №2. С. 27-29.
2. Бухарин О.В., Усвяцов Б.Я. Бактерионосительство. Екатеринбург: УроРАН, 1996. С. 13-21.
3. Бухарин О.В. Персистенция патогенных бактерий. М.: Медицина, 1999. С.48-56.
4. Захарченко М.П., Гриневич В.Б., Добрынин В.М. Проблемы диагностики дисбиоза под влиянием факторов окружающей среды // Гигиена и санитария. 2003. №6. С.74-76.
5. Иванова О.Ю. Конституциональные типы и система внешнего дыхания детей в условиях крупного промышленного города: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. Красноярск, 2004. 29 с.
6. Карташова О.Л., Норкина А.С., Чайникова И.Н. и др. Фенотипическая характеристика стафилококков и местный иммунитет при бактерионосительстве // Журнал микробиологии. 2009. № 4. С.99-102.
7. Кутепов Е.Н. Проблемы диагностики донозологических и преморбидных состояний в связи с воздействием факторов окружающей среды // Гигиена и санитария. 1993. №1. С.6-9.
8. Михайлова Л.А. Матыскин А.В. Особенности внешнего дыхания у детей промышленного города//Сибирское медицинское обозрение. 2009. №2. С.54-59.
9. Справочник по микробиологическим и вирусологическим методам исследования / Под ред. М.О. Биргера. М., 1982. С. 125-129.
10. Prokesova L., Potuznikova B., Potempa J., et al. Cleavage of human immunoglobulins by serine ptoteinase from Staphylococcus aureus. 1992. Vol. 31. P. 259-265.
11. Rao M.B., Tanksale A.M., Ghatge M.S., et al. Molecular and biotechnological aspects of microbial proteases. Microbiol. Mol. Biol. Rev 62 (1998): 597-635.
12. Rey J., Garin N., Spertini F., et al. Targeting of secretor IgA to Peyers patch dentritis and T cells after transport by intestinal M cells. Immunology 172, no. 5 (2004): 3026-3033.
References
1. Bukharin O.V., Usvyatsov B.Ya., Malyshkin A.P., Nemtseva N.V. Zhurnal mikrobiologii, no. 2 (1984): 27-29.
2. Bukharin O.V., Usvyatsov B.Ya. Bakterionositelstvo [Bacteriocarrier]. Ekaterinburg: UroRAN,, 1996. pp. 13-21.
3. Bukharin O.V. Persistentsiya patogennykh bakteriy [Persistentsija of pathogenic bacteria]. М: Medicine, 1999. P.48-56.
4. Zakharchenko M.P., Grinevich V.B., Dobrynin V.M. Gigiena i sanitariya, no. 6 (2003): 74-76.
5. Ivanova O.Yu. Konstitutsional'nye tipy i sistema vneshnego dykhaniya detey v usloviyakh krupnogo promyshlennogo goroda [Konstitutsionalnye types and system of external breath of children in the conditions of a large industrial city]: dissertation of the candidate Medical sciences. Krasnoyarsk, 2004.
6. Kartashova O.L., Norkina A.S., Chaynikova I.N. et al. Zhurnal mikrobiologii, no. 4 (2009): 99-102.
7. Kutepov E.N. Gigiena i sanitariya, no. 1 (1993): 6-9.
8. Mikhaylova L.A. Matyskin A.V. Sibirskoe meditsinskoe obozrenie, no. 2 (2009): 54-59.
9. Spravochnik po mikrobiologicheskim i virusologicheskim metodam issledovaniya [A directory on microbiological and virologic methods of research]. М, 1982. pp. 125-129.
10. Prokesova L., Potuznikova B., Potempa J., et al. Cleavage of human immunoglobulins by serine ptoteinase from Staphylococcus aureus. 1992. Vol. 31. P. 259-265.
11. Rao M.B., Tanksale A.M., Ghatge M.S., et al. Molecular and biotechnological aspects of microbial proteases. Microbiol. Mol. Biol. Rev 62 (1998): 597-635.
12. Rey J., Garin N., Spertini F., et al. Targeting of secretor IgA to Peyers patch dentritis and T cells after transport by intestinal M cells. Immunology 172, no. 5 (2004): 3026-3033.
ДАННЫЕ ОБ АВТОРАХ
Бакшеева Светлана Сергеевна, доцент кафедры микробиологии, доктор
биологических наук.
Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В. Ф.Войно-Ясенецкого
ул. Партизана Железняка, дом 1, г. Красноярск, Красноярский край, 660022, Россия
e-mail: [email protected]
Сергеева Ирина Владимировна, ассистент кафедры инфекционных болезней и эпидемиологии с курсом ПО, кандидат медицинских наук
Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В. Ф.Войно-Ясенецкого
ул. Партизана Железняка, дом 1, г. Красноярск, Красноярский край, 660022, Россия
e-mail: [email protected] DATA ABOUT THE AUTHORS
Baksheeva Svetlana Sergeevna, senior lecturer of chair of microbiology, Dr.Sci.Biol.
Krasnoyarsk State Medical University named after Professor V.F. Voyno-Yasenetsky 1, Partizana Zheleznyaka str., Krasnoyarsk, Krasnoyarsk region, 660022, Russia e-mail: [email protected]
Sergeeva Irina Vladimirovna, assistant to chair of infectious diseases and epidemic with a course PF, candidate of medical sciences
Krasnoyarsk state medical university of a name ofprofessor V.F. Vojno-Jasenetsky.
1, Partizana Zheleznyaka str., Krasnoyarsk, Krasnoyarsk region, 660022, Russia e-mail: [email protected]
Рецензент:
Тихонова Елена Петровна, заведующая кафедрой инфекционных болезней и эпидемиологии с курсом ПО, профессор, доктор медицинских наук, Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В. Ф.Войно-Ясенецкого
