Текст книги "Медицинская микробиология, иммунология и вирусология"

Чувствительными к антибиотикам и химиопрепаратам в клинической практике считаются те микроорганизмы, на которые препарат в концентрации, достигаемой в очаге инфекции, оказывает бактериостатическое или бактерицидное действие. Поэтому критерии чувствительности возбудителя зависят от концентрации лечебного препарата в очаге инфекции, величины максимальной терапевтической дозы химиопрепарата, его фармакокинетики и токсичности.

Существуют различные способы определения чувствительности бактерий к антибиотикам, но чаще всего используются два из них: метод диффузии в агар с применением стандартных дисков, пропитанных антибиотиком, и метод серийных разведений антибиотика.

Первый из них заключается в использовании заранее приготовленных из фильтровального картона дисков диаметром 6 ± 0,5 мм. В России выпускается более 20 стандартных дисков. Содержание антибиотика в диске указано на этикетке и соответствует рекомендациям ВОЗ. Содержание антибиотика в диске варьирует в зависимости от его терапевтической дозы и выражается в мкг/мл или в единицах действия (ЕД). Диски одного наименования содержат одну дозу антибиотика; она составляет: 5 мкг/мл (рифампицин), 6 мкг/мл или 10 мкг/мл (бензилпенициллин), 10 мкг/мл (ампициллин, метициллин, оксациллин, гентамицин, сизомицин, доксициклин, фузидин), 15 мкг/мл (эритромицин, линкомицин, олеандомицин), 25 мкг/мл (карбенициллин), 30 мкг/мл (цефалексин, цефалотин, неомицин, стрептомицин, канамицин, мономицин, тетрациклин, левомицетин, ристомицин), 300 ЕД (полимиксин). Диски с различными антибиотиками отличаются друг от друга по цвету (белые, зеленые, желтые и т. д.) или коду, который представляет собой первую букву названия антибиотика, вытисненную на диске.

Поскольку определяемая in vitro степень чувствительности микробов к антибиотикам зависит от условий опыта, для получения достоверных и воспроизводимых результатов необходимо точное соблюдение правил, регламентированных соответствующими методическими указаниями, а также использование стандартных питательных сред и дисков. Оценка результатов определения чувствительности основана на установлении зависимости между размером зон подавления роста исследуемых культур вокруг дисков с антибиотиками и значениями минимальных подавляющих концентраций (МПК) соответствующих антибиотиков в отношении тех или иных культур. Установление такой зависимости в соответствии с методическими указаниями позволяет придать оценке результатов полуколичественный характер и отнести исследуемые культуры бактерий к одной из трех категорий: устойчивые, умеренно устойчивые, чувствительные.

Для испытания чувствительности диски с антибиотиками наносят на поверхность агара, на который перед этим засевают исследуемую культуру. На одну чашку помещают не более 6 дисков. Чашки инкубируют в термостате в течение 18 – 20 часов при температуре 35 – 37 °C. После этого с помощью линейки измеряют диаметр зон задержки роста вокруг дисков (включая диаметр самих дисков) с точностью до 1 мм (рис. 59). Оценку результатов проводят с помощью специальной таблицы, имеющейся в «Методических указаниях по определению чувствительности микроорганизмов к антибиотикам методом диффузии в агар с использованием дисков» (1983). Эта таблица содержит пограничные значения диаметров зон задержки роста для устойчивых, умеренно устойчивых и чувствительных штаммов. Перечень основных микроорганизмов, подлежащих эпидемиологическому наблюдению, и их кодовые наименования приведены в табл. 7.

Более точным является количественный метод, позволяющий определить минимальную подавляющую концентрацию (МПК) антибиотика, выраженную в мкг/мл. С этой целью делают серийные разведения антибиотика и добавляют их в жидкую или плотную питательную среду, а затем определяют, при какой минимальной концентрации антибиотика произошло подавление роста исследуемого штамма возбудителя.

Рис. 59. Определение чувствительности бактерий к антибиотикам с помощью стандартных дисков

Таблица 7

Основные микроорганизмы – возбудители инфекционно-воспалительных заболеваний

Примечание. Кодовые наименования соответствуют протоколу ВОЗ.

Бактериологические анализаторы. С целью совершенствования методов бактериологической диагностики инфекционных заболеваний и одновременного определения чувствительности возбудителя к антибиотикам разработаны и широко внедряются в практику различные автоматические и полуавтоматические бактериологические анализаторы, которые позволяют избавить бактериолога от значительной части рутинной работы, в широких пределах проводить идентификацию культуры и изучать ее чувствительность к антибактериальным препаратам, быстро получая достоверные результаты. В комплект автоматического бактериологического анализатора (например, серии WalkAway компании Dade AG) входят автоматический анализатор с поддержанием постоянной температуры и влажности, персональный компьютер с программным обеспечением, принтер для нанесения штриховых кодов и принтер для распечатки результатов, прибор для стандартизации мутности. С помощью инокулятора-регидратора суспензия первично выделенной культуры переносится в панели с ячейками, содержащими различные тест-субстраты (более 30), с помощью которых за короткий срок удается дифференцировать многие виды бактерий по их биохимическим свойствам. Кроме того, имеются панели с ячейками, содержащими антибиотики (более 40 препаратов в 30 различных комбинациях). Идентификация и проверка чувствительности к антибиотикам осуществляются за 2 – 3,5 ч спектрофотометрическим и флуоресцентным методами. Система позволяет идентифицировать более 300 видов микроорганизмов, в том числе грамположительные, грамотрицательные, грибы, анаэробы и др. Программное обеспечение позволяет выбирать наиболее эффективный лекарственный препарат с учетом путей его введения, контролировать проводимую антибиотикотерапию, осуществлять ее стоимостный анализ, а также решать вопросы эпидемиологического анализа и контроля, сохранять и обрабатывать полученную информацию.

Хотя к антибиотикам предъявляются жесткие требования в отношении их безвредности для человека, в некоторых случаях, особенно при неоднократном или длительном применении, наблюдаются нежелательные реакции, которые можно разделить на следующие 4 группы: аллергические, токсические, эндотоксические и дисбактериозы. Аллергические реакции наблюдаются в тех случаях, когда антибиотик выступает в качестве аллергена. Они не зависят от дозы введенного препарата, могут наступать за первым введением его, но обычно возникают в результате постепенной сенсибилизации при повторных применениях антибиотика. Могут носить характер крапивницы, дерматита, сыпи, ринита и т. п. Наибольшую опасность представляет пенициллиновый шок – реакция гиперчувствительности немедленного типа.

Токсические реакции возникают чаще всего в связи с органотропным фармакодинамическим действием антибиотика и при продолжительном лечении. Проявляются в виде поражения вестибулярного аппарата (неомицин, канамицин, стрептомицин, флоримицин и некоторые другие), почек (полимиксин, бацитрацин, неомицин, мономицин, канамицин, стрептомицин, амфотерицин В и некоторые другие), периферических нервов, различных поражений ЦНС (циклосерин, неомицин, полимиксин, гризеофульвин, пенициллин, стрептомицин и некоторые другие) и других нарушений.

Наиболее тяжелым бывает токсическое воздействие на кровь: агранулоцитоз, апластическая анемия (левомицетин).

Эндотоксические реакции развиваются в тех случаях, когда под влиянием антибиотика происходит массовое разрушение грамотрицательных бактерий, сопровождающееся выделением и поступлением в кровь их эндотоксина (липополисахарида).

Одним из самых частых осложнений, особенно при длительном применении антибиотиков с широким антимикробным спектром, являются дисбактериозы. Они развиваются в результате того, что применяемый антибиотик действует не только на возбудителя, но и на нормальную микрофлору, угнетая ее. Это ведет к тому, что беспрепятственно начинают размножаться те микроорганизмы, которые к этому антибиотику нечувствительны. Чаще всего это стафилококки, дрожжеподобные грибы Candida, клостридии, некоторые грамотрицательные палочки (псевдомонады, протей и др.). Наиболее тяжело протекают генерализованный кандидоз (кандидосепсис); стафилококковый энтероколит; псевдомембранозный колит, вызываемый Clostridium difficile; вторичные пневмонии, вызываемые стафилококком и грамотрицательными палочками.

Рациональное лечение антибиотиками должно строиться на основе знания индивидуальных особенностей пациента, течения заболевания, биологии возбудителя и его отношения к антибиотикам, а также свойств назначаемого препарата (препаратов). По мнению С. М. Навашина, необходимо придерживаться следующих основных принципов рациональной антибиотикотерапии:

1) выделение и идентификация возбудителя, изучение его антибиотикограммы;

2) выбор наиболее активного и наименее токсичного препарата;

3) определение оптимальных доз и методов введения на основе знания особенностей кинетики антибиотика в организме больного для создания в крови, жидкостях и тканях организма терапевтических концентраций, превышающих в 2 – 3 раза минимальную подавляющую концентрацию для данного возбудителя;

4) своевременное начало лечения и проведение курсов антибиотикотерапии необходимой продолжительности вплоть до полного закрепления терапевтического эффекта;

5) знание характера и частоты побочных явлений при назначении антибиотиков, особенно в условиях нарушения их распределения в организме больного при некоторых патологических состояниях, например почечно-печеночной недостаточности;

6) комбинирование антибиотиков между собой и с другими препаратами с целью усиления антибактериального эффекта, улучшения их фармакокинетики и снижения частоты побочных явлений.

Эффективность антибиотикотерапии может быть значительно повышена при комбинированном применении препаратов. При сочетании бактерицидных антибиотиков в большинстве случаев действие их усиливается. Комбинация антибиотиков с бактериостатическим действием вызывает суммирование эффекта или не оказывает дополнительного влияния на возбудителя. Сочетание же бактерицидных и бактериостатических антибиотиков нежелательно, так как может привести к их антагонизму (например, пенициллин + тетрациклины). Наиболее эффективными признаны сочетания антибиотиков, которые оказывают синергидный эффект – резкое усиление терапевтической активности:

пенициллины + аминогликозиды,

тетрациклины + макролиды,

пенициллины + сульфаниламиды.

Ни в коем случае нельзя комбинировать антибиотики с идентичным характером побочных реакций (например, ото-, нефро-, гепато-, гемотоксичность).

В тех случаях, когда необходимо прибегать к эмпирическому лечению антибиотиком (т. е. до выделения возбудителя и определения его антибиотикограммы), лучше всего применять тот препарат, который обладает широким антимикробным спектром и к которому еще нет резистентности, например аугментин.

Часть пятая
УЧЕНИЕ ОБ ИММУНИТЕТЕ

Глава 21
Основные этапы развития учения об иммунитете

Давно было известно, что человек, перенесший опасную заразную болезнь, как правило, второй раз ею не болеет. Об этом писал в своей «Истории» древнегреческий историк Фукидид (около 460 – 400 лет до н. э.). Описывая Пелопоннесскую войну, он отмечал, что во время эпидемии никто не заболевал дважды и что уход за больными осуществляли переболевшие.

Не менее древними были и попытки использовать эти наблюдения с целью обезопасить себя от заразных заболеваний, в особенности от такой тяжелой болезни, как оспа. В Китае еще в XI в. до н. э. был разработан метод предупреждения заболевания оспой, получивший название вариоляции. Он заключался в том, что оспенные корочки (струпья) растирали в порошок и вносили в нос. В Индии натирали кожу до ссадин и прикладывали к ней ткань, пропитанную оспенным гноем. Все это делалось для того, чтобы вызвать легкую форму оспы и уберечься от тяжелой формы болезни. Метод вариоляции сохранился до XVIII в. н. э. Он был далеко не безопасен, так как при этом наблюдались и тяжелые формы оспы, а такие лица оставались источником заражения для других. Однако вариоляция наглядно доказала возможность искусственного воспроизведения иммунитета путем перенесения заболевания в легкой форме и подготовила общественную мысль к восприятию идеи вакцинации, предложенной в 1798 г. Э. Дженнером. Убедившись после многолетних наблюдений в том, что лица, перенесшие коровью оспу, не болеют натуральной оспой, Э. Дженнер в 1796 г. во время вспышки заболевания привил мальчику Джеймсу Фиббсу коровью оспу – вакцину (лат. vacca – корова) от молочницы С. Нельмс, а затем через 1,5 месяца заразил его содержимым из пустулы больного оспой, и ребенок оспой не заболел. Эти опыты Э. Дженнер повторил много раз и в 1798 г. опубликовал результаты своих наблюдений. Его метод, несмотря на многие препятствия, стал быстро распространяться. Уже через два года было привито более 100 тыс. человек. В России первая прививка против оспы по методу Дженнера была сделана в 1801 г. мальчику из сиротского дома Антону Петрову, получившему после этого фамилию Вакцинов.

Открытие Э. Дженнера было величайшим достижением в борьбе с оспой. Оспа на Земле была ликвидирована с помощью вакцинации в 1974 г. Однако это открытие в течение многих лет мало способствовало развитию иммунологии, для ее развития нужно было знать природу заразных заболеваний. Поэтому только после работ Л. Пастера, выяснившего природу этих болезней, открытие Дженнера предстало в новом свете и оказало несомненное влияние на последующее становление и развитие иммунологии и прежде всего на работы самого Л. Пастера в этой области. Его собственные опыты с возбудителями куриной холеры, сибирской язвы и бешенства доказали возможность искусственного получения вакцин (Л. Пастер сохранил этот термин и сделал его нарицательным) путем ослабления (аттенуации) патогенных свойств возбудителя. Поэтому с именем Л. Пастера связывается первый период в истории иммунологии.

Л. Пастер научно обосновал основной принцип борьбы с инфекционными болезнями – создание искусственного коллективного иммунитета против них. Однако сам Пастер не занимался изучением сущности явления иммунитета. Основными творцами учения об иммунитете стали русский ученый И. И. Мечников со своими многочисленными учениками и последователями и немецкий ученый П. Эрлих со своими последователями и сотрудниками. Именно их работами был заложен фундамент новой науки – иммунологии – и определены основные направления ее развития.

И. И. Мечников, изучая воспалительные процессы у различных групп животных, обратил внимание на то, что вводимое в их организм инородное тело всегда окружалось подвижными амебовидными клетками мезодермы, способными его заглатывать. Такие клетки являются непременными участниками воспалительных процессов как у животных, имеющих кровеносную систему, так и у организмов, лишенных ее. Процесс поглощения чужеродных элементов этими клетками И. И. Мечников назвал фагоцитозом (греч. phagein – пожирание), а сами клетки – фагоцитами. Изучив подробно фагоцитоз, И. И. Мечников показал, что у простейших он служит целям питания, а у многоклеточных – целям их защиты. Свои классические опыты для доказательства защитных функций фагоцитов И. И. Мечников произвел над маленькими пресноводными рачками (Daphnia), наблюдения над которыми облегчались их прозрачностью. Дафнии заражались грибами Monospora bicuspidata. Острые споры гриба проходили через кишечник в полость тела и здесь окружались, затем заглатывались и переваривались подвижными фагоцитами. Если спор было немного, то все они поглощались фагоцитами, и животное выздоравливало; в тех же случаях, когда споры проникали в полость тела в больших количествах, фагоциты не успевали их поглотить, споры прорастали, размножались, и животное погибало. В 1883 г. на VII съезде русских врачей в Одессе И. И. Мечников выступил с докладом «О целебных свойствах организма», в котором сообщил, что «подобные клетки (фагоциты) должны служить в организме для противодействия вредным деятелям». В последующем И. И. Мечников и его сотрудники обстоятельно изучили фагоцитарную реакцию у млекопитающих и, наконец, у человека. Так была создана фагоцитарная теория иммунитета, и целебные силы организма впервые были связаны с созданной самой природой для этих целей системой особых клеток – фагоцитов.

Одновременно с изучением фагоцитов началось и изучение антител, образующихся в организме больного против микробов и их токсинов. Работами Э. Беринга, Э. Ру, А. Иерсена и других ученых были заложены основы учения о гуморальном иммунитете. В 1888 г. Э. Ру и А. Иерсен обнаружили, что дифтерийная палочка вырабатывает экзотоксин, в 1890 – 1892 гг. Э. Беринг и С. Китазато, а в 1893 г. Я. Ю. Бардах и в 1894 г. Г. Н. Габричевский показали, что иммунитет к дифтерии и столбняку зависит от образования антитоксинов, циркулирующих в крови. Эффективность гуморальных факторов иммунитета подтверждалась тем, что введение антитоксических сывороток обеспечивало выздоровление больных. Этими исследованиями был открыт новый путь в области медицинской науки, который дал в руки врачей эффективное средство против ряда болезней.

В 1897 г. П. Эрлих внес крупный вклад в развитие иммунологии. Он разработал практический метод стандартизации препаратов дифтерийного токсина и антитоксина. В этой же работе он изложил основы своей концепции боковых цепей, которая объясняла происхождение специфических антител, т. е. создал гуморальную теорию иммунитета, которая в течение нескольких десятилетий, наряду с фагоцитарной теорией И. И. Мечникова, оказывала значительное влияние на развитие иммунологии. Между сторонниками фагоцитарной теории И. И. Мечникова и гуморальной теории П. Эрлиха развернулась и продолжалась в течение многих лет знаменитая дискуссия, обеспечившая быстрый прогресс иммунологии и закончившаяся присуждением в 1906 г. И. И. Мечникову и П. Эрлиху Нобелевской премии, так как обе теории оказались правильными.

За короткий срок учение о невосприимчивости к инфекционным болезням достигло расцвета. В это время И. И. Мечников дал следующее определение понятия иммунитета. «Под невосприимчивостью к заразным болезням надо понимать общую систему явлений, благодаря которым организм может выдерживать нападение болезнетворных микробов. В настоящее время невозможно дать более точное определение, так что бесполезно настаивать на этом». В начальном периоде развития науки иммунитет рассматривали только как невосприимчивость к инфекционным болезням. Но постепенно стали накапливаться данные о том, что иммунные реакции проявляются не только к микроорганизмам, но и к другим клеткам. Так, Ж. Борде в 1898 – 1899 гг. установил, что антитела образуются и к эритроцитам. В 1900 г. К. Ландштейнер разработал учение о группах крови человека, различающихся по изоантигенам эритроцитов (система АВ0) и антителам к ним. Эти и другие данные постепенно приводили к выводу, что иммунологическим механизмам принадлежит более весомая роль, чем участие их только в формировании невосприимчивости к инфекционным болезням. Становилось ясно, что наряду с инфекционным иммунитетом существует и неинфекционный иммунитет.

Решающий вклад в изменение представления об иммунитете только как о способе защиты от микробов внесли исследования английского ученого П. Медавара (1945). Он убедительно показал, что отторжение аллогенного (чужеродного) кожного трансплантата осуществляется с помощью обычных иммунологических реакций. «Механизм, посредством которого элиминируется чужеродная кожа, принадлежит к общей категории активно приобретенных иммунных реакций». Таким образом, стало ясно, что в основе неинфекционного трансплантационного иммунитета лежат те же механизмы, что и при защите от возбудителей заразных заболеваний. В последующие 10 лет было установлено, что иммунные механизмы отторгают такие аллотрансплантаты, клетки которых отличаются от клеток хозяина по минимальным генетическим признакам – всего лишь по одному гену гистосовместимости. В связи с этим возник вопрос, в чем же заключается основная функция иммунитета, для чего нужен столь строгий контроль, который позволяет отличить любую чужеродную клетку, даже если она отличается от всех других клеток организма только по одному гену.