Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время наблюдается мнениe характера течения стафилококковых инфекций в сторону сличения доли их затяжных и хронических форм [Терновская Л.Н., ?1; Neely J.L., 1994]. Патогенетические основы данного явления достаточно расшифрованы, хотя, очевидно, что путь к решению )й задачи лежит через выяснение механизмов персистенции ста-лококков. Персистенция микроорганизмов является базовым фе-меном в инфектологии, определяющим неустойчивое равновесие в :теме «паразит-хозяин», которое, как оказалось, в природе встре-;тся значительно чаще, чем было принято считать [Беляков В. Д., 33].
Наряду с известными исходами инфекционного процесса - ги-1Ь или выздоровление хозяина, как известно, возможен и третий шант событий: бактерионосительство или хроническая инфекция, -да патоген надолго поселяется в новой для себя экологической ше, устанавливая паритетные отношения с хозяином.
Естественно, установление равновесного состояния между па-штом и хозяином предполагает наличие определенных характери-ік у обоих участников инфекционного процесса.
Морфологической структурой, определяющей направление и сод взаимоотношений патогена и хозяина, у микроорганизмов явится пептидогликан, на базе которого микроорганизм формирует штивные механизмы своего существования, а у хозяина - его за-[тный потенциал, включающий факторы естественной резистентен и иммунитет [Бухарин О.В., Усвяцов Б.Я., 1996].
В последнее время систематическое изучение бактериальных кторов, направленных на инактивацию защиты хозяина, позволи-сформулировать понятие персистентный потенциал микрооргазмов [Бухарин О.В., 1999].
У стафилококков обнаружена и изучена способность к инакти-щи лизоцима, синтезируемого хозяином [Усвяцов Б.Я., 1986; рнова О.Л., 1989; Матюшина СБ., 1996; Дерябин Д.Г., 1997], стерицидного компонента интерферона [ Соколов В. Ю., 1990;
4 Матюшина СБ., 1996; Дерябин Д.Г.,1997], иммуноглобулин [Михайлова Е.А., Луда А.П., Бигеев М.И., 1990], комнлемен [Брудастов Ю.А., 1992; Матюшина СБ., 1996; Дерябин Д.Г.,1997] других факторов, участвующих в инактивации соответствующ] защитных факторов хозяина.
Оценивая стафилококковую инфекцию как результат парази хозяинньгх отношений, нам представлялось возможным рассмотри персистенцию стафилококков в качестве аналога (модели описывающего природное явление (бактерионосительство хронизация инфекции). Эта модель могла бы, по-нашему мненш определить методологический подход к выявлению новых, ранее i известных механизмов персистенции стафилококков и бы полезной при разработке эффективных технологий при решен? прикладных задач.
Вместе с тем, такая биологическая модель предполагает возможность изучения влияния регуляторных факторов как биотич ской, так и абиотической природы, влияющих на персистентный н тенциал патогена [Федосеева К.Е., 1985; Зыкова Л.С, 1986; Миха лов СП, 1986; Первушина Л.А.,1990; Шеенков Н.В.,1993] в услови; системы «паразит-хозяин», что в конечном итоге отражается i исходе стафилококковой инфекции.
В связи с этим, рассмотрение персистенции стафилококков качестве модели, т.е. аналога такого природного явления как бакт рионосительство или хроническая инфекция в системе «парази хозяин» может оказаться перспективным как для изучения и пон мания механизмов выживания патогена, так и разработки ряда к< вых методов клинической диагностики, прогнозирования, тераш стафилококковых инфекций в медицинской и ветеринарной практ! ке, а также для осуществления экологического мониторинга разли ных территорий.
Цель и задачи исслсдовапня. Целью настоящего исследовані является изучение возможности использования персистенции ст филококков в качестве биологической модели системы «парази хозяин» для выявления механизмов бактерионосительства и/или хр( нической инфекции и разработки новых технологий при решени
5 ірнкладньїх задач.
Для реализации этой цели были поставлены следующие зада-ш:
1.Разработать методические подходы определения новых био-югических свойств ста([)илококков (способность к инактивации кар-юзина, тромбоцитарного катионного белка) и оценить роль этих іризнаков в персистенции возбудителя в системе «паразит-хозяин».
2.Оценить значение персистентных характеристик стафилокок-:ов при их взаимодействии с факторами естественной резистентно-;ти организма хозяина в процессе стафилококковой инфекции.
3.Изучить частоту, диапазон распространения и степень выраkенности персистентных характеристик стафилококков, выделен-[ых от больных гнойно-воспалительными заболеваниями и выявить їх связь с характером течения заболевания.
4.Разрабо1ать модель дифференциальной диагностики рези-[ептиого и транзиторного бактерионосительства на основе информа-ивных персисгеитных признаков стафилококков для использования ; медико-эколо!ичсской практике.
5.Исследовать влиянис абиотических факторов (медико-шологического профиля) на персистентные свойства стафилококков ; качестве регулирующего внешнего воздействия на систему «пара-ит-хозяин».
Научная новизна. Впервые выявлена способность стафило-
:окков инактнвировать природный биологически активный дипеп-
ид карнозип и разработана методика количественного определения
нтикарнозиновой активности бактерий (Патент РФ № 2132879). На
юдели экспериментальной инспекции показана роль способности
тафилококков к инактивации карнозина как свойства определяю
цего возможно их длительного переживания (персистенции) во
нутренней среде организма. .
Обнаружено новое биологическое свойство стафилококков, надавлеиное на инакгиванию одного из факторов естественной рези-тентиости хозяина - тромбоцитарного катионного белка (бета-1зипа) и разраоогапа методика определения антитромбоцитарной атпонпо-белкооо1 активности (антнТКБ) микроорганизмов. На
клиническом материале показано участие антпТКБ активности филококков в реализации феномена бактериальной персистеї ОПатент РФ №2120999).
Впервые раскрыто патогенетическое значение персистеїг характеристик стафилококков при их взаимодействии с факто] естественной резистентности организма в условиях модели «j цим хозяина-антилизоцим возбудителя» при стафилококковой фекции.
Изучение роли персистентных свойств стафилококков при терионосительстве позволило охарактеризовать персистенцшо будителя в организме «хозяина» как самостоятельный этап в па незе бактерионосительства.
Выявлена способность стафилококков, выделенных от болі гнойно-воспалительными заболеваниями и бактерионосителе инактивации факторов естественной резистентности хозяина и и ставлена сравнительная оценка диагностической значимости бп гических свойств стафилококков. Полученные данные нспользої при разработке математической диагностической модели для гнозирования течения гнойно-воспалительных заболеваний стае}) кокковой этиологии (Патент РФ №2132558).
Разработан новый способ биоиндикации загрязнения воз; ной среды (Патент РФ № 2108394), основанный на изучении поі теля частоты резидентного стафилококкового бактерионоситель (по персистентному потенциалу выделенных штаммов) среди дс проживающих на территориях с различным уровнем техногеї нагрузки.
Установлена возможность регуляции взаимоотношений си; онтов в системе «паразит-хозяин» и разработан новый способ с ции стафилококковых бактерионосителей при помощи микроклі та спелеошахты, основанный на снижении персисгентного по циала стафилококков- (Патент РФ № 2100994).
Разработана селективная питательная среда для выделения филококков с персистентными характерне інками. созданная на нове выявленных различий в устойчивости к антибиотикам шта% стафилококков с различными персистентными характеристпь
7 (Патент РФ №2088668).
Теоретическое н практическое значение работы. *
Теоретическое значение работы определяется обоснованием
зозможности и целесообразности использования персистенции ста
филококков в качестве биологической модели системы «паразит-
шзяин», что способствует выявлению патогенетических особенно
:тей стафилококковой инфекции. .
Полученные результаты расширяют представление о роли факторов персистенции стафилококков в инфекционной патологии и 1ВЛЯЮТСЯ основой для разработки новых практических.решений по диагностике и профилактике стафилококковых инфекций, а также ^ткробиологичсскому мониторингу загрязнения воздушной среды.
Практическое значение работы подтверждено разработкой ряда :пособов: «Способ санации стафилококковых бактерионосителей» Патент РФ №2100994); «Способ биоиндикации загрязнения воздушной среды» (Патент РФ № 2108394); «Способ диагностики мастита коров без заметных симптомов болезни» (А.С. № 1389045); :<Питательная среда для выделения стафилококков с персистентными карактеристиками» (Патент РФ № 2088668); «Способ прогнозирования неблагоприятного течения гнойно-воспалительного заболевания :тафнлококковой этиологии» (Патент РФ № 2132558), которые апэобировапы и внедрены в работу медицинских и ветеринарных учреждений области.
Материалы работы использованы в отраслевых методических эекомендациях но оздоровлению условий и охране труда рабочих, занятых добычей и переработкой сероводородсодержащего природ-еюго газа (Министерство газовой промышленности СССРД988) и ннформацпонно-методическом письме ГУЗО Оренбургской области по диагностике и санации стафилококковых бактерионосителей ^Оренбург, 1998).
Материачы диссертации экспонировались на тематических выставках ВВЦ: «Экологи - 850-летию Москвы», «Автотранспорт-коивсрсия-экология», «Наука России - агропромышленному комплексу» (1996-1997). Фрагмент работы, представленный на выставке «Паука Росcии - агропромышленному комплексу» отмечен Дипло-
8 MOM и медалью ВВЦ (1997).
Положения, выносимые на защиту.
І.Персистенция стафилококков - биологическая модель сисі мы «паразит-хозяин» в выявлении механизмои бактсрионоситсльел и хронической инфекции.
2.Качественный спектр персистентных признакои и их коли-ственные параметры у стафилококков определяют взаимоотиошен в системе «паразит-хозяин» и направление развития иифекцноиис процесса.
3.Изучение механизмов паразит-хозяинных взаимоотиошен: при персистенции стафилококков - основа решения диагиости' ских, прогностических и терапевтических задач в инфекцнони патологии стафилококкового генеза.
Апробация работы. Результаты проведенных исследован доложены и обсуждены на всесоюзной конференции «Актуальн проблемы химиотерапии бактериальных иифскций» (Москва, 199 всероссийских научных конференциях «Персистенция микроор: низмов» (ОренбургД994, 1997); международной конфсренции «I-мунодиагностика и иммунотерапия» (Витебск,1995); международи конференции «Гомеостаз и инфекционный процесс» (Саратов. 19' 1998); международном симпозиуме по машинному доению сельс! хозяйственных, животных (Оренбург,1997); всероссийской кош] ренции «Актуальные вопросы инфекционной патологии и соврем» ные методы лечения» (Пенза, 1997); международной конфсренп «Проблемы загрязнения окружающей среды -98» (Москва, 1998); международном симпозиуме «Урал атомный, Урал nромышленнь (Екатеринбург, 1998); научно-технической конференции «Эколо! средних и малых городов: проблемы и решения» (Москва, 1998); г ждународной научной конференции, посвященной 125-летию Каз; ской Государственной академии ветеринарной медицины им. Н Баумана (Казань, 1998); всероссийской научно-практической кош ренции «Экологические аспекты в оториноларингологии» (Чсре: вец, 1999).
Фрагменты работы были представлены на областных высг ках научно-технического творчества молодежи, где OTMCHCHы /
пломом лауреата (Оренбург, 1995) и Дипломом I степени-за лучшую
научно-техническую разработку (Оренбург, 1996). Материалы дис
ссртации представлены на региональных конкурсах iv научно-
исследовательских работ по медицине и экологии и отмечены пре
мией им. И.И.Мечникова (1995,1996). \ ' :-
Публикации. По теме диссертации опубликовано 39 научных работ, получено 7 авторских свидетельств и патентов РФ.??-
Объем и структура диссертационной работе. Диссертация изложена на 228 страницах машинописного текста и включает введение, обзор литературы, главу по материалам и метбдам исследокапий, пять глав собственных исследований, заключение, выводы, приложение. Указатель литературы содержит 326 источников литературы, из которых 177 отечественных и 149 иностранных. Текст 1ллюотрирован 25 рисунками и 33 таблицами.