CC BY
15
Обзоры
УДК 616.34-008.37(В. coli)-078<048.8)
Проф. Г. П. Калина КРИТЕРИИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФЕКАЛЬНЫХ КИШЕЧНЫХ ПАЛОЧЕК
Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
Хотя бактерии группы кишечных палочек (БГКП) сохраняют значение 'индикаторов биологического загрязнения, имеются доказательства, что из всей группы основным надежным показателем являются фекальные кишечные палочки (ФКП), т. е. часть группы, фекальное происхождение которой не вызывает сомнений. Понятие ФКП (fecal coliform) было введено Geldreich в 1965 г. на основании работ коллектива ученых в 1957—1965 гг. Изучение большого материала показало, что ФКП определяются специальными тестами и классификация по признакам ИМАЦ (продукция индола, реакция с метиловым красным, продукция ацетоина и утилизация лимонной кислоты) неадекватна делению кишечных палочек по ФКП-тестам (Geldreich), хотя некоторая тенденция к соответствию этих классификаций имеется. Изложение концепции ФКП и обоснование самого термина даны в переведенной на русский язык в 1976 г. книге «Микробиология загрязненных вод» под редакцией Митчелла. Понятие «фекальная кишечная палочка» и методы ее определения введены в 13-е издание «Стандартных методов исследования вод и сточных жидкостей» в США в 1974 г.
Понятие «бактерии группы кишечных палочек» — утилитарное, сани-тарно-бактериологическое и экологическое, но не таксономическое. Эта группа складывается из представителей родов Escherichia, Citrobacter, Enterobacter и Klebsiella, экологические особенности которых различны, что и определяет степень их индикаторности.
Escherichia coli. Наиболее постоянный обитатель кишечника теплокровных животных и человека и до недавнего времени основной показатель фекального загрязнения (Geldreich и соавт., 1962). Однако отождествление ФКП только с Е. coli противоречит понятию, вкладываемому в этот термин (Rose и соавт.). Не все Е. coli могут свидетельствовать о фекальном загрязнении, так как их можно обнаружить и в чистых водах при отсутствии источника загрязнения (Tennant и соавт.) и они могут давать отрицательные ФКП-тесты (Bagley и Seidler; Duncan и Razzel). Однако ФКП-тесты могут быть положительны и у других представителей группы кишечных палочек (см. ниже). У Е. coli есть различные биохимические варианты, наибольшее значение имеет утрата продукции индола. Безиндоль-ные Е. coli встречаются в кишечнике человека нечасто — в 2,6 % (Мае Kenzie и соавт.), 4,5 % (Schubert) и 1,63 % (Geldreich и соавт., 1962) случаев, чаще их обнаруживали в воде (Mac Kenzie и соавт.), где их фекальное происхождение может быть сомнительно. Поэтому следует считать ин-дольный тест одним из основных при определении Е. coli фекального происхождения.
Цитратположительные кишечные палочки — Citrobacter, Enterobacter и Klebsiella до недавнего времени расценивались в основном как обитатели окружающей среды, в частности почвы, но они в небольших количествах встречаются и в кишечнике человека (в среднем у 8,2 %) и v 2,6 % животных (у 2,6 %) (Geldreich и соавт., 1962).
Бактерии рода Citrobacter — промежуточные между фекальными и почвенными кишечными палочками. Они обнаруживаются с различной частотой в объектах окружающей среды: 8 % всех БГКП, выделенных из воды,
почвы, с растений и овощей (Duncan и Razzel), 36,6 % всех цитратположи-тельных кишечных палочек, выделенных из воды (Г. Г. Калина, 1970), 48,1 % выделенных из незагрязненной почвы (Geldreich, 1965); в кишечнике человека из всех цитратположительных они составляют от 33 % (Geld-reich и соавт., 1962) до 46,4 % (Г. Г. Калина, 1970), выделяясь в 9,8 % всех исследованных проб испражнений.
Enterobacter и Klebsiella по формуле ИМАЦ тождественны и последние могут быть приняты ошибочно за энтеробактер (Duncan и Razzel). Введение дополнительных тестов — продукция сероводорода, орнитин-декар-боксилазы и подвижности — «СОП» (Duncan и Razzel) внесло ясность в эту проблему. Данные тесты помогли переквалифицировать эталонный бе-зиндольный штамм Е. coli в Klebsiella (Brown и Wilson). Соотношение энтеробактер и клебсиелл в окружающей среде может быть различным: иногда несколько преобладают первые (Г. Г. Калина, 1970), а чаще — клеб-сиеллы (Duncan и Razzel), что сводит на нет наблюдения прежних авторов о частоте обнаружения энтеробактер в воде и почве. Так, по данным Nunez и Colmer, 86 % штаммов, первоначально определенных как энтеробактер, впоследствии были квалифицированы как клебсиеллы.
Клебсиеллы издавна считаются условно-патогенными для человека (Braune; Bagley и Seidler). В кишечнике человека их обнаруживают в нарастающих количествах: Skinner и Bredeney в 1932 г. обнаружили их в 0,5 % проб кала, Buttiaux в 1947 г. — в 5,2 %, а в 1956—1957 гг. — в 48,4 % (Buttiaux, 1959). Из всех цитратположительных кишечных палочек в кишечнике они могут составлять 83 % (Eiler и Edwards). Более половины (59 %) всех выделенных из женского молока кишечных палочек оказались клебсиеллами (Mossel). Несомненно, что клебсиеллы должны быть расценены как частые обитатели кишечника человека. Однако не менее часто их обнаруживают в окружающей среде. Они устойчивее эшерихий (Ptak и соавт.). Их находили в объектах, почти полностью свободных от фекальных загрязнений — в почвах пустынных местностей (Line и Loutit), в лесах с ограниченным или полностью прекращенным доступом людей (в 50 % случаев), причем 71 % всех выделенных БГКП квалифицированы как клебсиеллы (Duncan и Razzel), а при исследовании свежих овощей среди всех БГКП было 64 % клебсиелл. Близкие результаты (50 % положительных проб овощей и 7 из 7 проб семян) получены Brown и Seidler и Papavassi-liou и соавт. Клебсиеллы часто сопутствуют эшерихиям (Knittel), однако их находили и при отсутствии последних (Seidler и соавт.; Dufour и Cabelli, 1976). Клебсиеллы обнаруживаются постоянно в поверхностных водах независимо от их санитарной характеристики (Matsen и соавт.). Они найдены в сточных жидкостях предприятий, перерабатывающих сахарный тростник (Nunez и Colmer). До 20 % обследованных черепах содержат в кишечнике клебсиеллы (Mac Coy и Seidler). На поверхности семян их находили в титрах, достигавших 103/г (Brown и Seidler).
Из приведенных данных ясно, что деление, исходя из формулы ИМАЦ, на показатели «свежего» (Е. coli) и «несвежего» (остальные БГКП) фекального загрязнения утрачивает свое значение, поэтому правомерны поиски критериев определения фекальных кишечных палочек независимо от их видовой принадлежности. К ним следует отнести температурный тест, введение ингибиторов в среду, предварительное обогащение и индолярный тест.
Применение температурного теста начинается с 1904 г., когда Eijkman использовал сбраживание глюкозы при 46 °С для различия кишечных палочек теплокровных и пойкилотермных животных. В 1931 г. И. Е. Мин-кевич снизил температуру до 43 °С, считая, что в умеренной климатической зоне Е. coli, выделяемые из воды или почвы, не всегда сбраживают глюкозу при 46 °С. Ошибочной посылкой этого предложения, как и некоторых других, являлось априорное предположение, что только эшерихии, все и всегда — показатели фекального загрязнения. Впоследствии темпе-
ратуру инкубации меняли от 45,5 до 43 °С и окончательно остановились на 44,5 °С (Geldreich), обязательно на водяной бане.
Wilson и соавт. ввели ингибитор, использовав среду Мак-Конки с желчными солями. Mac Kenzie и соавт. для исключения ложноположительных реакций, обязанных споровым грамположительным анаэробам, дополнительно использовали в среде Мак-Конки бриллиантовый зеленый, a Hajna и Perry— фосфатный буфер, устраняющий повышенное кислотообразование (среда ЕС). Эта среда была подтверждена проверкой в 11 лабораториях. Она выявляет не только Е. coli, а применима именно для выявления ФКП (Duncan и Razzel). До 20 % Е. coli были отрицательны в этой среде (Duncan и Razzel). Как и в среде Мак-Конки, в среде ЕС отмечается много ложно-положительных результатов (Raj и Liston). Среда ЕС с некоторыми изменениями (инкубация снижена до 44,5 °С, но проводится на водяной бане) принята американскими бактериологами (Tennant и соавт.) и получила положительную оценку в нашей стране (Л. А. Виноградова). Недавно Dufour и Cabelli выдвинули концепцию термотолерантности, считая, что способность развиваться в среде ЕС при 44,5 °С даже без продукции газа свидетельствует о фекальном происхождении. Все 100 % штаммов клебен-елл, выделенных из клинического материала, давали рост в этой среде, но иногда без газа. Наоборот, способность развиваться при 10 °С предложена как критерий нефекального происхождения клебсиелл (Neamura и Se id 1er).
Vaughn и соавт. ввели в лактозобуферную среду в качестве ингибитора борную кислоту, снизив при этом температуру инкубации до 43 °С. Недостатком среды является необходимость продления инкубации до 48 ч (Американский стандарт, 1971—1974; Л. А. Виноградова). Были предложены также лаурил-сульфатный бульон (Американский стандарт, 1971— 1974), выявляющий при инкубации 44 °С ФКП так же, как среда ЕС (Fish-bein и соавт.), среда с триптоном Х-100 и салицином (Andrews и Presnell), а также среды для выявления ФКП мембранным методом (Г. П. Калина, 1978; Davenport и соавт.).
Wilson и соавт. наряду с прямым посевом в среду Мак-Конки, инкубируемую при 44 °С, помещали ту же среду при 37 С с последующим пересевом в аналогичную среду, но инкубируемую при 44 °С. Такое предварительное накопление по Mac Kenzie и соавт. эффективно при исследовании хлорированных вод, но не улучшает результата исследования поверхностных вод. В настоящее время, учитывая повышенную химическую загрязненность поверхностных вод, предобогащение в неингибиторных или слабо-ингибиторных средах при 35—37 °С является непременным условием использования лактозобуферной борнокислой среды (Levine и соавт.) и широко применяется при использовании других ингибиторных сред, инкубируемых при повышенной температуре. Значение предобогащения подтверждено Bissonnette и соавт. (1977), хотя Grunnet и Gundstrup рекомендуют прямое выращивание в среде Мак-Конки при 44 °С, что дает экономию во времени.
Mac Kenzie и соавт., считая продукцию индола непременным свойством Е. coli, параллельно с учетом газообразования в среде Мак-Конки определяли индол в мясо-пептонном бульоне, инкубируемом также при 44°С. Этот метод получил подтверждение в многочисленных работах. Продукция индола при повышенной температуре инкубации также характерна для фекального происхождения Е. coli, как и сбраживание лактозы при 44,5 °С. Индольный тест был рекомендован и при некоторых мембранных методах определения ФКП (Delaney и соавт.; Dufour и Cabelli, 1975). Часть клебсиелл также продуцируют индол (Henriksen; Leifson). До 34 % выделяемых из кишечника клебсиелл индолположительны, но не при повышенной температуре (Davis и Matsen), столько же (33 %) клебсиелл окружающей среды образуют индол и дают положительный ФКП-тест (Bagley и Seidler), а из числа ФКП-отрицательных индол продуцировали 15,4 % (Duncan
зз
и Razzel). По данным Brown и Seidler, 28 % штаммов клебсиелл продуцируют индол независимо от источника выделения и ФКП-теста. Следовательно, комбинация положительных температурного и индольного тестов решает вопрос в пользу ФКП, а наличие лишь одного из них требует продолжения исследования.
Для решения вопроса об индикаторном значении клебсиелл и других цитратположительных кишечных палочек оказался полезным уреазный тест. Mossel придает уреазаположительным клебсиеллам даже большее индикаторное значение, чем Е. coli, а поскольку клебсиеллы неожиданно заняли второе место в группе кишечных палочек по индикаторному значению, уреазный тест приобретает большое значение. Он является одним из наиболее стабильных признаков клебсиелл (Buttiaux и соавт.; Dufour и Cabelli, 1976). Клебсиеллы, выделяемые из кишечника здоровых или больных людей и патологического материала, обладают уреазной активностью в 100 % или около 100 % случаев (Henriksen; Buttiaux; Mossel; Г. Г. Калина, 1970; Brown и Seidler, 1973; Dufour и Cabelli, 1976; Bagley и Seidler). Из сточных жидкостей выделено от 87,4 до 100 % уреазаактивных штаммов клебсиелл (Г. Г. Калина, 1970; Г. П. Калина, 1973). В зависимости от биологической загрязненности содержание уреазаактивных клебсиелл в объектах окружающей среды колеблется от 25—27 % (Buttiaux и соавт.) до 91,7—100 % (Г. Г. Калина, 1970). Уреазная активность присуща и другим цитратположительным кишечным палочкам — цитробактеру и энтеробактеру, выделенным из воды в 61 и 78,4 % случаев соответственно, из сточных жидкостей — в 80 и 92,3 %, из кишечника здоровых людей — в 83,3 и 87,2 %; цитробактер и энтеробактер, обнаруженные в кишечнике больных дизентерией, были уреазаактивны в 100 % наблюдений (Г. Г. Калина, 1970). Имеет значение совпадение уреазной активности с другими тестами ФКП. Около половины (46,4 %) уреазаактивных цитратположительных БГКП дали положительный гест Эйкмана (Г. Г. Калина, 1970), а выделенные из сточных жидкостей в 90,1 % случаев сбраживали лактозу в борнокислой среде (Г. П. Калина, 1973). Хотя Buttiaux и соавт. утверждают, что ни один из уреазаактиьных цитратположительных штаммов не дал тестов Mac Kenzie, по данным Dufour и Cabelli, выделенные из клинического материала клебсиеллы были положительны по ФКП-тестам в 83 % случаев. Bagley и Seidler к ФКП-положительным клебсиеллам относят 85 % штаммов, выделенных из клинического материала (из них 95—100 % уреазаактивных) и только 16 % выделенных из окружающей среды. Эти авторы придают ФКП-тесту большее значение, чем уреазному признаку, считая, что именно ФКП-тест указывает на несомненное фекальное происхождение клебсиелл.
Все приведенные материалы свидетельствуют о том, что к ФКП могут быть отнесены все представители БГКП, обладающие определенными свойствами, в то время как не обладающие этими признаками (включая и Е. coli) не являются индикаторами биологического загрязнения. Основные ФКП-тесты — способность ферментировать лактозу в ингибиторных средах при 44,5 °С в сочетании с продукцией индола при этой температуре (для Е. coli), а для цитратположительных кишечных палочек — дополнительно уреазный тест при необязательном применении индольного теста.
ЛИТЕРАТУРА
Виноградова Л. А. — В кн.: проблемы санитарной микробиологии окружающей среды.
М., 1977, с. 58—61. Калина Г. Г. — Ж- микробиол., 1970, № 11, с. 68—71. Калина Г. П. — В кн.: Санитарная микробиология. М., 1969, с. 36—59. Калина Г. П. — Ж- микробиол., 1973, № 5, с. 75—78. Калина Г. П. — Гкг. и сан., 1978, № 10, с. 71—76.
Минкевич И. Е. Бактерии группы кишечной палочки как санитарно-показательные
микроорганизмы. 2-е изд. Л., 1949, с. 191. Andrews W., Presnell М. — Appl. Microbiol., 1972, v. 23, p. 521—523.
Bagley S., Seidler R. — Appl. environm. Microbiol., 1977, v. 33, p. 1141 — 1148.
Bissonnette G., Jezeski J., McFeters G. et al. — Ibid., p. 590—595.
Braune J. — Arch. Hyg. (Berl.), 1956, Bd 140, S. 28—37.
Brown C., Seidler R. — Appl. Microbiol., 1973, v. 25, p. 900—904.
Brown G., Wilson F. — Ibid., 1972, v. 23, p. 661.
Buttiaux R. — J. appl. Bact., 1959, v. 22, p. 153—158.
Buttiaux R., Somaille J., Pierens Y. — Ann. Inst. Pasteur, Lille, 1956, v. 8, p. 138. Davenport Ch., Sparrow £., Gordon R. — Appl. Microbiol., 1976, v. 32, p. 527—536. Davis Т., Matsen J. — J. infect. Dis., 1974, v. 130, p. 402—405.
Delaney J., McCarthy J., Grasso R. — Water Sewage Works, 1962, v. 109, p. 289—294. Dufour A., Cabelli V. — Appl. Microbiol., 1975, v. 29, p. 826—833. Dufour A., Cabelli V. — J. Water Pollut. Control. Fed., 1976, v. 48, p. 872—879. Duncan £>., Razzel W. — Appl. Microbiol., 1972, v. 24, p. 933—938. Edwards P. R., Ewing W. H. Identification of Enterobacteriaceae. Minneapolis, 1972,. p. 362.
Eijkman G. — Zbl. Bakt., 1904, Bd 37, S. 742—752.
EilerCh., Edwards P. — Appl. Microbiol., 1968, v. 16, p. 896—899.
Fishbein Af., Surkiewicz В., Brown E. et al. — Ibid., 1967, v. 15, p. 233—238.
Geldreich E. — J. Water Pollut. Control. Fed., 1965, v. 37, p. 1722—1726.
Geldreich £., Bordner R., Huff G. et al. — Ibid., 1962, v. 54. p. 295—301.
Geldreich E., Clark H., Kabler F. et al. — Appl. Microbiol., 1958, v. 6, p. 347—348.
Grunnet K., Gundstrup A. — Nord. Vet.-Med., 1976, v. 25, p. 430—433.
Hajna A., Perry C. — Am. J. publ. Hlth., 1943, v. 33, p. 550—556.
Henriksen S. — Acta path, microbiol. scand., 1954, v. 34, p. 259—265.
Knittel M. — Appl. Microbiol., 1975, v. 29, p. 595—597.
Leifson E. — Int. J. syst. Bact., 1966, v. 16, p. 171 — 172.
Levine Af., Tanimoto R., Minette H. et al. — Appl. Microbiol., 1955, v. 3, p. 310—314. Line Af., Loutit M. — J. gen. Microbiol., 1971, v. 16, p. 309—318. Matsen J., Spindler J., Blosser E. — Appl. Microbiol., 1974, v. 28, p. 672—678. Mac Goy R., Seidler R. — Ibid., 1973, v. 25, p. 534—538.
Mac Kenzie E., Taylor E., Gilbert W. — J. gen. Microbiol., 1948, v. 2, p. 197—204. MosselD. — J. appl. Bact., 1962, v. 25, p. 20—29.
Neamura L., Seidler R. — Appl. environm. Microbiol., 1978, v. 35, p. 392—396. Nunez W., С olmer A. — Appl. Microbiol., 1968, v. 16, p. 1875—1890. Papavassiliou J., Tzonnetis #., Micholopoulos G. — J. appl. Microbiol., 1967, v. 30,. p. 219—223.
Parr L. — Am. J. publ. Hlth., 1936, v. 26, p. 39. Perry C., Hajna A. — Ibid., 1944, v. 34, p. 735—738.
Ptak D., Ginsburg W., Wiley B. — J. Am. Water-Works Ass., 1973, v. 65, p. 604—608. Raj H., Liston J. — Appl. Microbiol., 1961, v. 9, p. 171 — 174. Rose R., Geldreich E., Litsky W. — Ibid., 1975, v. 29, p. 532—536. Schubert R. — Z. Hyg., 1956, Bd 142, S. 476—486.
Seidler R., Morrow J., Bagley S. — Appl. environm. Microbiol., 1977, v. 35, p. 893— 900.
Vaughn R., Levine M., Smith H. — Food Res., 1951, v. 16, p. 10—IS. Wilson]fi., Twigg R., Wright R. — Цит. Mac Kenzie E. et al., 1948.
% Поступила 29/111 1979 r.
УДК 616-006-084.7(048.8>
Член-корр. АМН СССР проф. И. И. Беляев
О РАЗВИТИИ ОНКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ, СВЯЗАННЫХ С ДЕЙСТВИЕМ ХИМИЧЕСКИХ КАНЦЕРОГЕНОВ
Горьковский медицинский институт
В течение последних лет достигнуты серьезные успехи в сфере вторичной (клинической) профилактики онкологических заболеваний (Н. Н. Бло-хин). Имеются некоторые положительные сдвиги и в области первичной (гигиенической) профилактики рака, которые сделались возможными после того, как стала все более четко вырисовываться этиологическая роль экзогенных факторов (ЗсИтаЫ; Воу1апс1, и др.). Комитет экспертов ВОЗ полагает, что примерно 75 % всех онкологических заболеваний связано с действием экзогенных канцерогенных агентов, хотя определить точные цифры вряд ли возможно. Однако никто теперь уже не сомневается в канцерогенном действии ряда факторов окружающей человека среды.
