Классификация микобактерий туберкулеза

Классификация микобактерий туберкулеза. В основу классификации микобактерий положены как морфологические, так и биологические признаки.

Виды микобактерий различаются между собой как по воздействию на организм человека или животного, так и по способности использовать те или иные питательные вещества, образовывать пигмент, по росту при различных температурах. При разграничении различных видов особое значение придают внешнему виду колоний, которые могут быть бесцветными или окрашенными, прозрачными или плотными, гладкими или шероховатыми, обладать медленным ростом и т.д. Идентификация микобактерий представляет большие трудности.

Участились случаи выделения из патологического материала нетуберкулезных атипичных микобактерий, являющихся самостоятельными видами. Род микобактерий включает в себя более 30 видов. К патогенным видам относят М.bovis, M.tuberculosis, M.avium, M.africanum, M.paratuberculosis, M.leprae. К потенциально патогенным видам для людей принадлежат M.konsasii, M.marinum, M.scrofulaceum, M.xeponi, M.ulcerans, M.fortuitum, M.chelonei.

Остальные 16 видов непатогенны для человека. Некоторые виды атипичных микобактерий вызывают у свиней патоморфологические изменения в лимфатических узлах, неотличимые от изменений, обусловленных микобактериями туберкулеза, у других животных - сенсибилизацию их к туберкулину. Каждый из видов микобактерий наиболее опасен для того вида животных, в котором он приобрел патогенные свойства. M.bovis дают первичный рост в виде мелких гладких колоний на 30-45-60-ый день. При пассажах рост наблюдают на 14-21-ый день. Колонии не имеют пигмента, имеют белый или сероватый цвет. На жидкой среде образуют тонкую пленку.

Температурный оптимум 37 - 38 С, при температуре 22 и 45 С - не растут. Патогенны для крупного рогатого скота, свиней, овец, коз, верблюдов, буйволов, оленей, маралов, собак, кошек и других видов животных, а также человека. M.tuberculosis образуют первичный рост при посеве патологического материала на 21-45-60-ый день. Пассажированные культуры растут быстрее - на 10-14-21-ый день. Рост на плотной яичной среде, содержащий глицерин, обычно пышный культуры имеют кремовый цвет оттенок и растут в виде шероховатых R-колоний, но могут быть гладкие, сливающиеся между собой S-вариант. На жидкой питательной среде микобактерии человеческого вида туберкулеза образуют морщинистую грубую пленку, а иногда даже придонный крошковатый рост. Температурный оптимум 37-38 С, при22 и 45 С не растут.

В мазке, окрашенном по Цилю-Нильсену, морфологически представлены в виде полиморфных, тонких, спирто кислотоустойчивых палочек, часто изогнутых.

Патогенны для человека, обезьян, морских свинок, мышей, собак, коше, попугаев. У крупного рогатого скота, как правило, обуславливают сенсибилизацию организма к туберкулину для млекопитающих и лишь изредка вызывают ограниченные изменения, преимущественно в лимфатических узлах, регионарных местам проникновения микобактерий. M.avium отличаются от бычьего и человеческого видов морфологией колоний.

Они мягкие, слизистые, серовато - белые, изредка слегка желто - пигментированные, иногда при посеве из патологическотго материала вырастают в виде приподнимающихся над поверхностью среды лепешек или бубликов. Рост появляется к концу 15-20-30-ого дня, иногда позже, при пересевах к 7-10 дню. В субкультурах представлены в виде гладкого, влажного налета. Культуры лучше растут при 43-45 С. Морфологически M.avium в мазках из культур выглядят как тонкие кислотоустойчивые палочки, более длинные и полиморфные в мазках-отпечатках из органов зараженных кур и кроликов. Патогенны в основном для птиц, кроликов, белых мышей, могут вызывать патологические изменения в органах у свиней и других животных.

M.africanum вызывает туберкулез у людей в тропической Африке. Систематическое положение как отдельного вида пока обсуждается. M.microti служит причиной естественного туберкулеза у полевых мышей. M.paratuberculosis в мазках из патологического материала располагаются кучками, гнездами и палисадами, редко - попарно, три, четыре и еще реже - одиночно.

Чрезвычайно трудно растут на искусственных питательных средах и только при обязательном добавлении к ним так называемого фактора роста. Оптимальная температура роста 38 С. Первичный рост появляется через 30-60 дней, иногда позже, в виде мельчайших колоний, постепенно приобретающих бело-кремовый цвет и увеличивающихся. Патогенны для крупного рогатого скота, коз, верблюдов, овец, северных оленей. M.konsasii - палочки от умеренно длинных до длинных, расширяются и имеют заметную поперечную исчерченность.

На яичных средах образуют гладкие или шероховатые колонии через 7 дней или позже посева. Оптимальная температура роста 37 С. Относится к фотохромогенным микобактериям. Патогенны для человека. Вызывает хронические легочные заболевания у людей, сходные с туберкулезом. M.simiae - фотохромогенные, ниацонотрицательные, каталазо- и пероксидозаположительные. Патогенны преимущественно для обезьян. M.marinum вызывают у людей кожные гранулемы вследствие ссадин при купании в бассейне.

Культуры фотохромогенны. M.scrofulaceum - на яичных средах растут при 25-37 С в виде гладких колоний желтого или оранжевого цвета. Рост появляется через 7 дней после посева при выращивании в термостате при 37 С. Для животных незначительно патогенны, редко выявляют локализованные поражения печени и селезенки у крыс, хомяков и цыплят у морских свинок, зараженных подкожно, в месте инокуляции появляются абсцессы и увеличиваются регионарные лимфатические узлы. M.intracellularae - палочки от коротких до длинных.

На яичных средах через 7 дней после посева образуют гладкие непигментированные колонии при температуре 37 С. По мере старения колонии могут желтеть. Вызывают патологоанатомические изменения в лимфатических узлах свиней. Патогенны для цыплят. M.xeponi - длинные нитевидные палочки. Растут при температуре 40-45 С. Молодые культуры дают непигментированные шероховатые колонии позднее появляется пигмент желтого цвета.

Выделены от жабы. Потенциально патогенны для человека. M.gastri - умеренно длинные и тонкие палочки. На яичных средах образуют гладкие и грубые колонии через 7 дней и более после посева. Растут при температуре 25-40 С. Выделяют из почв, вод, желудка человека. M.terrae - умеренно длинные тонкие палочки. На яичных средах расьтут на 7 дней и более после посева в виде гладких или шероховатых колоний белого или темно-желтого цвета при температуре 37 С. Выделяют из почвы.

M.triviale - на яичных средах растут в виде шероховатых R-колоний. M.fortuitum - палочки длиной от 1-3 мкм, кокковидные, утолщенные, иногда с нитевидными разветвлениями. На яичных средах рост отмечают через 2-4 дня после посева, колонии могут быть гладкими, полусферической формы. У морских свинок, кроликов и мышей редко вызывают генерализованную инфекцию даже при больших дозах заражения. Локальные поражения обычно выявляют в почках мышей, морских свинок, кроликов, обезьян, цыплят. При заражении мышей в ухо наблюдают феномен вытечки.

Выделяют из лимфатических узлов крупного рогатого скота обнаруживают в почве, в организме хладнокровных животных. Потенциально патогенны для человека. M.chelonei - микроорганизмы разной морфологии размером от 0,2 - 0,5 до 1-6 мкм. Через 3-4 после посева на всех питательных средах появляются гладкие, ровные колонии, влажные, нехромогенные или имеющие кремовую окраску. Эти микобактерии вызывают проходящие поражения у мышей, морских свинок, хомяков и кроликов.

Они обладают ограниченной патогенностью при внутрибрюшинном введении. Внутривенное заражение вызывает у мышей сильное поражение селезенки, печени легких и почек, у человека - патологические изменения в синовиальной ткани коленного сустава и поражения в ягодичной части, подобно абсцессам. M.phlei - короткие палочки длиной 1 -2 мкм. В посевах на яичной среде через 2- дней растут в виде шероховатых колоний темно-желтого или оранжевого цвета. Некоторые культуры дают гладкие мягкие или маслянистые колонии.

Могут обуславливать сенсибилизацию крупного рогатого скота к туберкулинам. M.dienhoferi - короткие прямые палочки размером от 0,5 - 0,8 до 1-30 мкм часто с толстыми закругленными концами. через три дня после посева на яичныхсредах появляются колонии от серого до темно-желтого цвета Колонии обычно гладкие полусферические и блестящие. Оптимальный рост при температуре 22-37 С. Рост подавляется полностью при 42 С. M.thamnopheos - длинные стройные палочки размером от 4до 7 мкм, слегка изогнутые.

На яичных питательных средах через 5-7 дней появляются влажные непигментированные колонии, иногда окрашенные в розовый или оранжево-розовый цвет. Растут при температуре 10-35 С, не растут при температуре 37 С. Патогенны для змей, лягушек, ящериц и рыб, непатогенны для морских свинок, кроликов и домашней птицы. M.flavescens - на яичных средах через 7-10 дней после посева образуют мягкие, окрашенные в оранжевый цвет колонии. Непатогенны для человека и животных.

M.nonchromogenicum - выделены от мышей. M.ulcerans - выделены из кожных поражений людей в Австралии, Мексике, Новой Гвинеи, Африке и Малайских островах. M.vaccae - выделены из молочных желез коров. Найдены на лугах, пастбищах, в прудах, колодцах, иногда в кожных поражениях у коров. M.smegmatis - выделены из смегмы, найдены в почве и воде. M.leprae - вызывает лепру у человека. M.lepramurium- не растут in vitro, но могут экспериментально пассажироваться через крыс, хомяков, мышей.

Вызывают лепру у крыс, мышей и некоторых других родственных им грызунов. В микробиологической литературе описано более 250 наименований видов микобактерий Runyon,1972 . Международный подкомитет по микобактериям утвердил только 26 наименований видов микобактерий. Выделяемые из организма человека и домашних животных микобактерий, отличающихся по свойствам от M.tuberculosis и M.bovis, а также от сапрофитных микобактерий, находящихся в окружающей среде, названы паратуберкулезными Hauduroy, 1946 . Их также называют атипичными, неклассифицированными, неидентифицированными, анонимными или оппортунистическими микобактериями.

Заболевания людей, вызванное атипичными микобактериями, предложено называть микобактериозами Freerksen,1960 . Это понятие полностью не уточнено, и некоторые авторы считают, что в группу микобактериозов следует включить туберкулез, в то время как другие не придерживаются этого мнения Васильев, 1971 . В почве, воде, пыли, траве, на водопроводных, резиновых трубах, медных инструментах, в некоторых продуктах питания молоке, масле, сметане, на коже здоровых людей и животных, в смегме, в нормальном содержимом желудка и ушной сере, а иногда и в патологических выделениях мокроте, плевральном выпоте находят кислотоустойчивые сапрофитные микобактерии. Они непатогенны для человека и животных.

Различают три группы кислотоустойчивых сапрофитов Драбкина, 1963 Васильев, 1971 . 1-я группа - M.phlei, или Тимофеевой травы. К этой группе относятся сапрофиты, выделенные из молока M.lacticola, пыли M.stercosis, воды, масла и др. Обладают небольшой первичной токсичностью чтобы убить одну здоровую морскую свинку, нужен 1г очищенного белка M.flei, в то время как для той же цели достаточно 100-150мг микобактерий туберкулеза. 2-я группа - M.smegmatis.

Обнаружены на коже и половых органах человека и животного. 3-я группа - M.fortuitum. Для морских свинок и кроликов не патогенны. При внутривенном введении мышам в почках образуются абсцессы, из которых выделяют множество микобактерий.

Кроме этих классификаций были предложены и другие. Так, Bonicke 1962 использовал некоторые биохимические свойства, Collins 1966 разделил атипичные микобактерии на 10 групп. Kappler 1966 применил 18 и биохимических тестов и распределил микобактерии на 12 групп. Микобактерии можно классифицировать по Sneath - методу. Он заключается в том, что классифицируемые штаммы располагают в таблицах по индексам их сходства под сходством понимают отношение свойств, общих для двух организмов.

Индексы сходства S вычисляют по формуле nS 100 S nS nd где в числителе число сходств nS двух штаммов, умноженное на 100, а в знаменателе число сходств плюс число различий nd у двух штаммов. Результат получают в процентах. Чем больше испытано свойств, тем точнее определены штаммы. Предложенные классификации не ре9ают проблему атипичных микобактерий. И хотя многие из них широко пользуются до настоящего времени группировка Раньона, необходима дальнейшая работа по идентификации микобактерий и рациональной систематизации с целью установления их видовой принадлежности Головлев, Скрябин, 1972 Зыков, Ильина, 1978 . 3. Возбудители туберкулеза.

Истинными микобактериями туберкулеза являются M.bovis, M.tuberculosis, M.avium, причем последняя лишь как возбудитель туберкулеза птиц если M.avium выделяют от свиней и крупного рогатого скота, то речь идет об атипичных микобактериях. M.bovis относится к основному возбудителю туберкулеза крупного рогатого скота.

Однако он патогенен и для других домашних и диких жвачных, человека и приматов, плотоядных, а также попугаев, и возможно некоторых других хищных птиц. M.bovis - слегка изогнутые или прямые, короткие или умеренно длинные, тонкие с закругленными концами палочки 0,3 - 0,6 мкм в ширину, 1,5 - 4 мкм в длину. Внутри палочки иногда находят зерна зерна Муха, обычно расположены на концах микобактерий. Как размер, так и число находящихся в них гранул зависит от возраста культуры и условий ее роста Драбкина, 1963 . Однако полиморфизм микобактерий отмечают не только в культуре, но и патологическом материале, где наряду с коккоподобными формами могут присутствовать и более длинные формы.

В патологическом материале микобактерии туберкулеза бычьего вида расположены параллельно или под углом, или кучками. Микобактерии туберкулеза неподвижны, спор не образуют, жгутиков не имеют. Оптимальная температура роста М.bovis - 37-38 С. Добавление глицерина к яичным средам замедляет рост микобактерий или он вообще не проявляется.

При высеве патологического материала на среду Левенштейна - Иенсена вырастают круглые, маленькие, влажные, почти прозрачные колонии цвета слоновой кости дисгонический рост. Культура M.bovis - микроаэрофильна. Поэтому посев в жидких или полужидких средах дает рост в глубине среды. При пересевах культура адаптируется к аэробному росту. M.tuberculosis - основной возбудитель туберк4леза человека, однако он патогенен и для приматов, собак, попугаев и некоторых животных, контактирующих с человеком.

Мало патогенен для кроликов, кошек, коз, крупного рогатого скота и домашней птицы. M.tuberculosis - прямые или слегка изогнутые тонкие палочки, иногда встречаются очень короткие или длинные, а иногда ветвящиеся формы. Таким образом, бактериям туберкулеза свойственен полиморфизм. Особенно часто полиморфизм микобактерий описывают при антибактериальной терапии. Молодые особи микобактерий - длиннее, а более зрелые - короче, появляются кокковые формы.

В старых культурах иногда бывают ветвистые формы микобактерий. Микобактерии содержат гранулы, количество которых различны и зависит от многих факторов. M.tuberculosis дает рост на искусственных питательных средах быстрее, чем M.bovis. добавление глицерина к питательным средам улучшает и ускоряет рост M.tuberculosis.микобактерии туберкулеза человеческого вида на плотных яичных средах растут в виде сухих, крошковатых, матовых колоний неправильной формы, иногда напоминающих цветную капусту.

На бычьей сыворотке, глицериновом картофеле и 5 -ной глицериновой сыворотке они растут медленно, пышно, толстыми складчатыми краями эугонический рост. Обычно колонии имеют цвет слоновой кости, однако при старении приобретают кремовую или даже желтую окраску. В воде плохо суспензируются. Культура M.tuberculosis высокоаэробна посев в жидкую или полужидкую питательную среду дает рост на поверхности среды. Оптимальная температура роста 37 С, но растет, хотя значительно хуже, при 30-34 С рН 6,4 - 7,0 . При комнатной температуре и повышенной температуре 45 С , как и M.bovis, роста не дает. M.avium - основной возбудитель туберкулеза домашних и диких птиц. Он патогенен и для свиней, в меньшей степени для крупного рогатого скота.

У людей может вызвать туберкулез нередко с тяжелым течением Благодарный, 1980 . M.avium - тонкие, прямые или изогнутые, с округленными концами, сплошные или зернистые палочки. Размер непостоянен, зависит от условия их обитания и др. факторов.

Сильно развит полиморфизм, вследствие чего в препаратах - мазках отмечают как коккоподобные, так и длинные палочки. Рост культуры микобактерий туберкулеза птичьего вида на плотных яичных средах появляется раньше, чем у культур микобактерий бычьего и человеческого видов. Колонии влажные, гладкие, блестящие имеют вид закругленных бляшек цвета слоновой кости. На твердых питательных средах иногда образуются кольцеобразные колонии с валикоподобными краями. Такие колонии на средах дают обычно культуры старше 1,5 мес. штаммы M.tuberculosis и M.bovis кольцеобразных колоний не образуют.

При старении штаммы M.avium иногда приобретают желтый цвет. Редко выявляют сухие, шероховатые колонии R - форма. M.avium не так требовательны к питательным средам, как возбудитель туберкулеза бычьего и человеческого вида. Поэтому он растет и на обычном и на сахарном агаре. На глицериновом агаре дает быстрый рост в виде рыхлого плоского налета на глицериновом бульоне образует поверхностную пленку.

Хорошо суспензируется в физиологическом растворе. Оптимальная температура роста 40 С, но дает рост и при 45 С, и в большинстве случаев при комнатной температуре, но значительно медленнее и скуднее. На основании изучения белкового состава микобактерий, который специфичен для представителей каждого вида и обусловлен наследственным кодом, связанным со структурой ДНК, обнаружено близкое сходство денситограмм M.avium и М.intracellularae. Данные о сходстве белкового комплекса служат дополнительным основанием для отнесения M.avium к нехромогенным атипичным микобактериям по классификации Раньона Фадеева с соавторами, 1981 . а Атипичные микобактерии. Интерес к проблеме атипичных микобактерий возник в начале 50-ых годов 20 века, когда были выявлены заболевания людей клинически и рентгенологически сходные с туберкулезом, но возбудители которых отличались от микобактерий туберкулеза.

Атипичные микобактерии не отличаются от возбудителя туберкулеза по морфологическим и тинкториальным свойствам, но существенно различаются по культуральным, биохимическим и вирулентным свойствам для лабораторных животных Каграманов, 1963 . Их называют также неклассифицируемыми, анонимными микобактериями.

Относительно сущности микобактерий имеются различные точки зрения. Некоторые исследователи считают их мутантами туберкулезных микобактерий Каграманов, 1967 Дыхно с соавторами, 1966 Тогунова, 1966 . Эта точка зрения связана с тем, что почти все атипичные микобактерии были выделены от больных туберкулезом.

Под влиянием процессов заживления микобактерии теряют свои основные или же приобретают другие свойства. Решающим фактором, доказывающим происхождение атипичных микобактерии от истинных микобактерий туберкулеза, считали возможность перехода их перехода в типичный вирулентный штамм возбудителя туберкулеза Каграманов, 1963 Клебанов, 1966 . Генетическое родство атипичных микобактерий с туберкулезными, подтверждает их способность вызывать у подопытных животных специфические или параспецифические для туберкулеза клеточные реакции, а также сенсибилизировать лабораторных животных к туберкулину Каграманов, 1963 и др После внедрения в практику туберкулостатических препаратов атипичные микобактерии из патологических препаратов стали выделять чаще. Ряд авторов причиной возникновения глубоких и подчас необратимых изменений у микобактерий туберкулеза считают химиотерапию, подтверждением этого послужило выделения ряда атипичных микобактерий на средах, содержащих фтивадиз Драбкина, Макарова, 1965 Дыхно, 1966 . В настоящее время атипичные микобактерии считают самостоятельным видом бактерий.

На основании анализа нуклеиновых кислот и серологического исследования микобактерий, а также количественной таксономии доказано, что атипичные микобактерии являются самостоятельным видами, а не мутантами M.tuberculosis Wayne,1971 . Установлена специфичность белкового комплекса для различных групп и видов микобактерий Фадеева с соавторами, 1984 . Условно - патогенные атипичные микобактерии более сходны с микобактериями туберкулеза, чем с сапрофитами Фадеева с соавторами, 1981 . С помощью таких методов исследования, как газожидкостная хроматография, масс - спектрометрия и ядерный магнитный резонанс, получена более точная информация о составе и строении микробных липидов, которая подтверждает самостоятельность видов атипичных микобактерий.

У разных видов микобактерий обнаружены как специфические видовые, так и межвидовые антигенные связи. Tuboly 1967 , изучая восемь антигенных компонентов M.bovis определил что, M.avium было четыре, а у видов сапрофитных микобактерий - лишь 2-3 антигенных компонента, идентичных с M.bovis. все это свидетельствует о неидентичности атипичных микобактерий возбудителям туберкулеза. 4.