Факторы патогенности микроорганизмов

Основными факторами патогенности являются многочисленные токсины и ферменты. Приводим некоторые методы определения этих патогенных факторов.

Токсины. Это активные в биологическом, антигенном, токсигенном и др. действиях факторы патогенности многих микроорганизмов. Токсины (греч. toxicon - яд) бывают двух типов: экзогенные (собственно токсины) и эндогенные.

1. Определение летального токсина.

а) Культуру, например, стафилококка штамма Кован засевают на чашку Петри с агаром, приготовленным по методу Париш и Кларка (агар, разведенный мартеновским бульоном поровну). Чашки помещают в эксикатор (с 20 % содержанием СО₂), далее - в термостат на 24 ч при 37⁰ С. После инкубации наливают еще 10 мл мартеновского бульона и выдерживают еще сутки. Затем содержимое чашки фильтруют через марлю, потом свечи Шамберлана или фильтр Зейтца.

б). Определяют летальность токсина, вводя его лабораторным животным (кролики и пр.) внутривенно по 0, 1-0, 5 мл фильтрата в разных разведениях стерильной дистиллированной водой. Определяют DLV50 (дозу летальности 50 %), когда от определенной дозы токсина гибнет 50 % опытных животных.

2. Определение токсигенных свойств C.diphtheriae.

Расплавляют агар Мартена при 90^о С в водной бане.

Охлаждают до 50⁰ С и добавляют 20 % сыворотки крови КРС. Смесь перемешивают и выливают в чашку Петри, давая ей равномерно растекаться по дну чашки. В центр чашки на застывающий агар обожженным пинцетом накладывают бумагу фильтровальную, заранее пропитанную сывороткой антитоксической противодифтерийной.

Подсушивают чашку в термостате 15-20 мин, затем переворачивают вверх дном

Затем на чашку засевают культуру в виде бляшек, диаметром 0, 6-0, 7 см, на расстоянии 0, 7-0, 8 см друг от друга и 0, 5 см от края полоски фильтровальной бумаги. На одну чашку наносят не более 10 бляшек разных культур, из них 4- контрольные, три - tox+ и одна - tox- культуры.

После экспозиции 2-4 суток, наблюдают следующие виды результатов:

1. Испытуемые культуры являются токсигенными, если их линии преципитации могут сливаться с другими культурами положительными и контролем (+).

2. Используемые культуры нетоксигенные, если линии их преципитации не сливаются с линиями, образованными положительными культурами и (+) контролями, они могут даже перекрещиваться с линиями специфическими.

3. Некротические свойства токсина. Делают разведения фильтрата от 1: 20 до 1: 10240 на дистиллированной воде.

Вводят кролику по 0, 2 мл фильтрата. Токсин средней силы при этой пробе вызывает образование некроза в разведении 1: 1200 через 24-48 ч.

Мышам вводят по 0, 1 мл столбнячного токсина. Через 24-48 ч появляются признаки поражения центральной нервной системы, выражающиеся в спастических сокращениях отдельных мышечных групп, а затем гибели мышей от паралича дыхательных мышц.

4. Определение гемолитической активности токсина. Готовят ряд последовательных разведений токсина на 0, 85 % растворе хлорида натрия, начиная с 1: 10 и далее до 1: 10000. К 1 мл каждого разведения токсина добавляют по 1 мл 20 % взвеси нативных эритроцитов кролика, отмытых трижды изотоническим раствором хлорида натрия. В отдельную пробирку вместо токсина вводят растворитель. Пробирки ставят на 2 ч в термостат, затем на 2 ч при комнатной температуре, после чего учитывают результат. Полный лизис ++++, лизис почти полный +++, не полный лизис и значительный осадок на дне ++, лизис отсутствует (-).

Ферменты

1. Определение каталазы. На предметное стекло наносят 2 капли 3 % раствора перекиси водорода. В первую каплю платиновой петлей вносят культуру S.aureus и равномерно ее растирают круговыми движениями петли. После этого петлю прожигают и во вторую каплю вносят таким же образом культуру S.pyogenes. При наличие фермента каталазы - происходит расщепление перекиси водорода, что сопровождается выделением пузырьков газа (культура стафилококка). При отрицательной реакции расщепления перекиси водорода не последует - будут отсутствовать пузырьки газа (стрептококк - каталаза отрицательный).

2. Определение гиалуронидазы. В пробирку с культурой испытуемых бактерий вносят по 0, 5 мл гиалуроновой кислоты и после экспозиции при 37⁰ С в течение 30 мин добавляют 2 капли 2 n раствора уксусной кислоты. Параллельно делают контроль без микробной взвеси. В контроле выпадает слизистый комочек. В опыте этого не происходит

3. Определение коагулазы. Свежую плазму крови разводят в 5 раз стерильным 0, 85 % раствором хлорида натрия и разливают по 0, 5 мл по стерильным пробиркам. В пробирку вносят 1 петлю агаровой суточной культуры исследуемого штамма и суспендируют в плазме. Во вторую пробирку вносят заведомо коагулазо (+) штамм и в третью пробирку - коагулазо (-) штамм и еще оставляют пробирку с незасеянной плазмой. Штатив помещают в термостат при 37⁰ С и регистрируют результат через 1, 2, 4, 18 ч инкубации.

Появление на дне 1-ой и 2-ой пробирок студнеобразного сгустка любого размера – есть положительный результат. Отсутствие свертывания плазмы через 18 ч можно расценивать как отрицательный результат.

4. Определение ДНКазы. К 100 мл расплавленного 1, 8 % мясо-пептонного агара рН 8, 6 добавляют раствор ДНК (50 мг, 100 мг или 200 мг высокополимерной ДНК растворяют в 3-5 мл дистиллированной воды, подщелоченной 4-5 каплями 2 М раствора NaOH) и прогревают среду 20 мин в кипящей водяной бане. Затем в слегка охлажденный агар вносят раствор 10 % стерильного CaCO₂ (0, 5 мл), перемешивают и разливают тонким слоем в чашки Петри.

Суточную агаровую культуру исследуемого штамма засевают короткими штрихами на поверхность подсушенного агара. На одну чашку можно засеять до 16 штаммов. После 18-24 ч инкубации при 37⁰ С поверхность агара заливают 5-8 мл 3 М раствора HCl. Через 2 мин кислоту сливают и регистрируют результат.

Появление вокруг культуры непрозрачной зоны (деполимеризация ДНК), которая в 4 раза превосходит по ширине зону микробного роста (2-3 мл зона роста) свидетельствует о положительной реакции на ДНКазу. Меньшая доза деполимеризации должна расцениваться как сомнительный результат.

5. Определение фосфатазы. Фенолфталеинфосфат натрия добавляют в концентрации 0, 01 % к 100 мл расплавленного и охлажденного 1, 8 % питательного агара, перемешивают и разливают в чашки Петри. Суточные агаровые культуры исследуемых штаммов засевают на чашку с помощью петли. Инкубируют в течение 18-24 ч при 37⁰ С. После инкубации на крышку чашки Петри наливают 5-6 капель 25 % раствора аммиака, выдерживают чашку в перевернутом виде на крышке 5-10 мин, подвергая культуру действию паров аммиака и регистрируют результат. О положительной реакции свидетельствует розовое окрашивание микроколоний.

6. Определение гемолизина. В чашки с кровяным агаром засевают методом бляшек исследуемую культуру бактерий. В эту же чашку засевают культуры заведомо tox+ и tox ^- контроли.Чашку инкубируют в термостате при 37⁰ С в течение 18-24 ч. Затем проводят учет реакции, начиная с контролей. Наличие гемолизина у исследуемой культуры регистрируют по появлению вокруг бляшек зоны гемолиза - просветление кровяной среды.

Факторы адгезии Наличие у бактерий пилей - факторов адгезии выявляется в маннозочувствительных и маннозорезистентных реакциях гемагглютинации. В планшеты для микротитрования вносят 4 % взвесь отмытых эритроцитов человека, 1 % раствор D-маннозы и суспензию испытуемых бактерий в концентрации 10⁹ клеток в 1 мл. Каждый компонент добавляют в дозе 0, 05 мл

Реакцию гемагглютинации учитывают как положительную, если в течение 30-60 мин происходит склеивание эритроцитов человека. Они оседают на дно лунок в виде широкого осадка, условно обозначаемого как «зонтик». Отрицательная реакция проявляется оседанием эритроцитов в виде маленькой «точки» или «колечка».

Иммунодиагностика

Иммунодиагностика - это определение возбудителя, его иммунологически активных дериватов или синтезированных в ответ на их внедрение факторов иммунного ответа организма, с помощью специфических иммунодиагностических препаратов.

Иммунодиагностические препараты, называемые просто диагностическими, бывают нескольких типов: антигенные, иммуноглобулиновые и антительные.

Антигенные диагностикумы - это диагностические препараты на основе микробов, либо вирусов, токсинов, грибов и пр. (микробо-вирусо-токсинные препараты), предназначенные для определения антител в прямых иммунологических реакциях либо антигена в непрямых.

Антительные диагностикумы - это диагностические препараты на основе глобулинов иммунных сывороток или антител, предназначенные для обнаружения антигена в прямых иммунологических реакциях или антител в непрямых.

Иммуноглобулиновые диагностикумы - это препараты на основе иммуноглобулинов нормальных сывороток, основанные на эффекторных свойствах молекулы ИГ. У ИГ на Fc- фрагменте есть рецепторы для связывания некоторых агентов, например, С3 компонента системы комплемента, белка А золотистого стафилококка, Т- и В- лимфоцитов, макрофагов и антител к иммуноглобулинам и пр. Эта связь осуществляется не по типу антиген-антитело, но бывает необходимым определять С-реактивный белок, проводить быструю индикацию стафилококка по белку А и пр. Для этих целей готовят иммуноглобулиновый диагностикум.

К настоящему времени разработано достаточно много как иммунореагентов, так и иммунологических реакций (более 200), требующих определенной систематизации.

Предлагаем нашу классификацию иммунологических реакций в сокращенном виде. При классификации иммунологических реакций необходимо уточнить: протекают они in vivo (в организме) или вне организма, в эксперименте (in vitro). Кроме того, иммунологические реакции должны быть поделены на клеточные - с участием лимфоцитов и гуморальные - с участием антител. Поэтому краткая (общая) схема иммунологических реакций может быть проиллюстрирована следующим образом:

ИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ

протекающие in vivo. воспроизводимые in vitro

(реакции иммунитета) (иммунодиагностические)

 

гуморальныеклеточныесерологическиеклеточные

 

В данном разделе нас интересуют серологические реакции, воспроизводимые in vitro. Полная схема иммунологических реакций представлена в монографии В.А. Шамардина и др. (1989). Иммунологические реакции делятся нами по основному признаку: протекающие по типу антиген-антитело или по эффекторному типу. В данном разделе нас интересуют те реакции, которые протекают по типу антиген-антитело. Их следует различать по феномену, визуализирующему взаимодействие иммунореагентов (например, феномен агглютинации и пр.).

Реакции, основанные на определенном феномене, целесообразно делить на большие группы, имеющие общность характера взаимодействия (прямые, непрямые, осадочные, диффузионные и пр.) Такая схема отражена в таблице № 15.

 

Таблица № 15.

Иммунодиагностические реакции, воспроизводимые in vitro

Феномены иммунодиагностических реакций
Агглютинации	Потребления комплемента	Иммунофлюо-ресценции	Преципитации	Нейтрализации	Иммуноконъю- гации
группы иммунодиагностических реакций
а. прямые б. непрямые в.торможения г. сорбции	а.прямые б. непрямые в. торможения	а.прямые б.непрямые в.торможения	а. осадочные б. диффузионные	а. гашения действия б.нейтрализа-ции	а. прямые б.непрямые в. торможение

 

Иммунологические феномены

Феномен агглютинации. Феномен основан на взаимодействии антител и антигенов с образованием характерного осадка (агглютината). При этом не менее, чем один из реагентов должен находиться в клеточной форме или быть в форме клеточного диагностикума.

К прямому методу следует относить все варианты взаимодействия клеток с антителами (агглютинация бактерий, эритроцитов, клеток тканей человека и пр.). К прямому методу относят разновидности РА микробов, агглютинации тромбоцитов, гемагглютинации и пр.

К непрямому методу относят все варианты взаимодействия антигена и антител, когда один из них находится в форме диагностикума (латексного, эритроцитарного, ализаринового, бентонитового, угольного и пр.). Непрямой метод составляют двухкомпонентные реакции непрямой гемагглютинации (РНГА), варианты Ко-агглютинации, определение антигена в сорбированном виде (РОСА) и пр.

К методу торможения относят сложные многокомпонентные реакции, первым этапом которых является нейтрализация предполагаемого в исследуемом материале растворимого агента антисывороткой (либо антител исследуемой сыворотки - антигеном), вторым этапом - визуализация этого взаимодействия путем введения в смесь гомологичных диагностикумов (антительных, во втором случае – антигенных либо взвесь бактериального диагностикума). Результатом многоэтапных взаимодействий будет агглютинат. К методу торможения относят реакции: задержка прямой агглютинации и гемагглютинации (соответственно, РЗА, РТГА), варианты торможения непрямой гемагглютинации (РТНГА), подавления гемагглютинации непрямой (РПНГ), определения класса агглютинирующих антител (РОКА) и др.

К методу определения специфически сорбированного агента относятся сложные и многокомпонентные реакции, первым этапом которых является специфическое связывание антигена антительным диагностикумом (либо антител - антигенным диагностикумом), а вторым этапом - агглютинация комплекса антителами, во втором случае антигеном. К методу относятся реакции: непрямой метод Кумбса, определения гаптена (РОГ), угнетение непрямой гемагглютинации (РУНГА), реакция расклеивания эритроцитов (РРЭ).

Феномен потребления комплемента. Феномен основан на взаимодействии антител и антигена в присутствии комплемента

К прямому методу относят разновидности лизиса клеток при непосредственной реакции их с антителами в присутствии комплемента (бактериолиз, гемолиз, тромбоцитолиз и пр.).

К непрямому методу относят варианты лизиса нативных эритроцитов, нагруженных антигеном, за счет взаимодействия с антителами в присутствии комплемента. Непрямой метод представлен реакциями: непрямого бактериолиза (бактерии нагружены вирусом) и непрямого гемолиза (эритроциты нагружены антигеном).

К методу с индикаторной системой относят большую группу многокомпонентных, двух- или многосистемных реакций, основанных на лизисе индикаторных клеток. В качестве этих индикаторных клеток обычно используют гемолитическую систему (нативные эритроциты барана, нагруженные гемолитической сывороткой). Первым этапом является взаимодействие растворимых антигена и антител (один из компонентов находится в исследуемом материале) в присутствии комплемента. Второй этап - внесение индикаторной системы, по состоянию которой (лизис эритроцитов или нет) судят о наличии в исследуемом материале антител (или антигена). Метод составляют реакции: Борде-Жангу, потребления комплемента (РПК), варианты связывания комплемента (РСК) - в жидкой фазе и на плотной среде (в геле).

К методу торможения относят также группу реакций, на первом этапе которых проходит адсорбция комплемента комплексом антиген-антитело, что регистрируется на втором этапе, путем внесения клеточного антигена (торможение прямого метода) или диагностикума на нативных эритроцитах (торможение непрямого метода) либо гемсистемы на нативных эритроцитах барана. К методу относятся: реакция нейтрализации лизиса микроба (РНЛМ), торможения непрямого гемолиза (РТНГем), подавление связывания комплемента (РПСК).

Феномен иммунофлюоресценции. Феномен основан на взаимодействии клеток, адсорбированных на предметном стекле, с иммунными сыворотками, предварительно меченными флюоресцирующим красителем. Это приводит к характерному свечению комплекса при просмотре в люминисцентном микроскопе.

К прямому методу относят варианты непосредственного взаимодействия клеток (ткани, микробы и пр.) с мечеными антителами, например, реакция прямой иммунофлюоресценции (РИФП), реакции иммунофлюоресценции в притертом препарате (РИФПП) и пр.

К непрямому методу относят варианты выявления взаимодействия комплекса антиген -антитело с помощью дополнительно внесенного меченого антительного диагностикума. К методу относятся реакции: целлюлозно-флюоресцирующих антител (РЦФА), иммунофлюоресценции непрямой (РИФН), иммунофлюоресценции с использованием бумажных дисков (РИФБД), иммунофлюоресценции комплемента (РИФК).

К торможению иммунофлюоресценции относят многокомпонентные реакции, которые основаны на конкуренции за взаимодействие с гомологичным антигеном меченых антител и антител исследуемой сыворотки - реакция тушения иммунофлюоресценции (РИФТ).

Феномен преципитации. Основан на взаимодействии растворимых молекул антигена и антител в жидкой фазе или в геле. Это приводит к образованию мелкодисперсного агрегата (преципитата).

К методам образования преципитата в жидкой фазе относятся реакции: пробирочная Крауса, кольцепреципитации Асколи, капилярной преципитации, флокуляции и различные осадочные реакции (Кана, Закс-Витебского и пр.).

Метод, основанный на взаимодействии растворимых молекул антигена и антител в геле, по принципу диффузии компонентов, составляют реакции: простая одномерная и двумерная диффузия, радиальная иммунодиффузия, иммуноэлектрофорез и его модификации.

Феномен нейтрализации. Основан на регистрации реакции антител с патогенными агентами (микробами, вирусами и пр.) или с их токсинами. Это приводит к нейтрализации возбудителя или его болезнетворного действия на организм.

Метод иммобилизации представлен реакциями: иммобилизации трепонем, иммунного прилипания, иммобилизации холерного вибриона, ингибиции метаболизма микробов.

Метод гашения болезнетворного действия составляют: нейтрализация инфекционного действия (на животных, куриных эмбрионах и культурах тканей) с учетом результатов их взаимодействия по летальности, бляшкообразованию, гемагглютинации, гемолитическим свойствам токсина, некротическом действии токсина и пр.

Феномен иммуноконъюгации. Основан на взаимодействия растворимых антигенов и антител на твердой фазе. Обнаружение комплекса проводят по определению метки.

По природе метки феномен составляют несколько семейств: радиоиммунный (РИА), иммуноферментный (ИФА), иммуномагнитный (ИМА), иммуноспектральный (ИСА) и др.

К семейству радиоиммунных реакций относятся: варианты радиоиммунного анализа (РИА), иммунорадиометрического анализа (ИРМА), радиосорбционные тесты (РИСТ и РАСТ), твердый сэндвич-радиоиммунный тест (ТСРИТ) и др.

К семейству иммуноферментных реакций относятся: метод ферментативного усиления (МФУ), иммуносорбентный метод со связанным ферментом (ЕLISА), варианты сэндвич-иммуноферментного анализа (ТСИФА) и пр.

В свою очередь эти большие группы реакций следует дополнительно делить на прямые, непрямые и торможения (конкурентные пробы).

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: