Факторы патогенности S. aureus, выделенных от бактерионосителей г. Красноярска

Факторы патогенности S.aureus, выделенных от бактерионосителей г. Красноярска

С.С. Бакшеева, к.б.н., Красноярский ГМУ; И.В. Валы-шева, к.б.н, Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН

В связи с техногенным загрязнением окружающей среды в настоящее время отмечается рост числа различных форм дисбиоза у человека [1]. Одной из форм нарушения качественного и количественного состава нормальной микрофлоры является стафилококковое бактерионосительство [2].

Стафилококки — часть нормальной микрофлоры кожных покровов, слизистых оболочек и нижнего отдела кишечника человека. По данным С.В. Сидоренко (2003 г.), приблизительно 40% людей являются постоянными носителями S. aureus на слизистой оболочке крыльев носа, коже подмышечных впадин и промежности, оставшуюся часть популяции относят к тран-зиторным и случайным (временным) носителям [3, 4]. Важное клиническое значение бактерионосительства определяется достаточной типичностью процесса транслокации стафилококков с наружных кожных покровов и слизистых оболочек во внутреннюю среду организма хозяина с развитием широкого спектра заболеваний [3, 5]. С другой стороны, носительство стафилококков в носовых ходах может представлять опасность для окружающих за счёт аэрогенного распространения, что особенно актуально в организованных детских коллективах.

Исследования последних лет свидетельствуют о том, что загрязнение окружающей среды приводит не только к широкому распространению экологически обусловленных заболеваний, угнетению иммунобиологической реактивности организма, нарушению репродуктивной функции и другим многочисленным негативным сдвигам в состоянии здоровья макроорганизма [6], но и к качественному и количественному изменению микрофлоры организма человека [7]. По мнению Б.А. Шендорова (1998), различные поллютанты в порядке индукции защитных реакций у микробов могут вызывать существенные изменения в их патогенности [8]. Поэтому изучение биологических свойств золотистых стафилококков, колонизирующих слизистые оболочки такого слабо адаптированного контингента, как младшие школьники, имеет важное научно-практическое значение [9].

Цель работы — изучение факторов патогенности Staphylococcus aureus, выделенных со слизистой оболочки переднего отдела носа у школьников младших классов, проживающих

в экологически неравнозначных районах города Красноярска.

Материалы и методы. Изучены факторы патогенности 266 культур Staphylococcus aureus. Все дети (возраст 7—11 лет) относились к первой и второй группам здоровья и проживали в исследуемых районах города с момента рождения. Обследованных детей условно разделили на три группы. Главным критерием данной дифференциации явились коэффициенты суммарного загрязнения воздуха, по которым различались зоны наблюдения [10].

В первую группу вошли дети, проживающие в экологически чистом районе вдали от промышленных предприятий; дети второй группы проживали в промышленном районе, расположенном рядом с интенсивными транспортными магистралями; третья группа обследованных детей проживала рядом с химическими предприятиями, в число приоритетных загрязнителей атмосферы которых входили полициклические ароматические углеводороды, бенз(а)пирен, фтористые соединения.

При обследовании школьников на стафилококковое бактерионосительство исследуемый материал (клетки эпителия слизистой носа) засевали на чашки с желточно-солевым агаром, инкубировали при 37 °С в течение 24—48 часов, затем проводили количественную и качественную оценку выросших колоний, расчёт показателя микробной обсеменённости (ПМО).

Число микробных клеток 103 и более на тампон является показателем высокой обсеменен-ности и свидетельствует о бактерионосительстве, представляющем эпидемическую опасность.

При определении видовой принадлежности штаммов использовали тесты фирмы «PLIVA-Lachema Diagnostika» (Чехия). Изучение факторов патогенности (продукции плазмокоагулазы, лецитиназы, ДНК-азы, РНК-азы, лизоцима и гемолизина) культур золотистого стафилококка проводили общепринятыми методами [11].

Статистическую обработку результатов осуществляли с помощью пакета прикладных программ Statistica v 6.0. Поскольку по критерию Шапиро-Уилкса распределение носило нормальный характер, для описания качественных учётных признаков применяли среднее арифметическое и стандартную ошибку среднего (М±т). Основываясь на равенстве дисперсий, значимость различий определяли по критерию t-Стьюдента. Критический уровень значимости (р) при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимался равным 0,05.

1. Распространённость факторов патогенности стафилококков, выделенных от детей, проживающих в районах с различной антропогенной нагрузкой

Исследуемый район Факторы патогенности

плазмокоагулаза гиалуронидаза лецитиназа лизоцим гемолизин

абс. % абс. % абс. % абс. % абс. %

Район 1 (n=76) 76 100 16 21,0±4,67 76 100 48 63,2±5,53 76 100

Район 2 (n=86) 86 100 51 59,3±5,30 86 100 73 84,5±3,90 86 100

Район 3 (n=104) 104 100 78 75,0±4,25 104 100 99 95,2±2,10 104 100

2. Частота регистрации нуклеаз у культур стафилококков, выделенных от детей, проживающих в районах с различной антропогенной нагрузкой

Исследуемый район Нуклеазы S.aureus

ДНК-аза РНК-аза ДНК-аза и РНК-аза

абс. % абс. % абс. %

Район 1 n=76 0 - 0 - 0 -

Район 2 n=86 31 36,0±5,18 37 43,0±5,34 29 33,7±5,10

Район 3 n=104 73 70,2±4,48 89 85,6±3,44 57 54,8±4,88

Результаты, выводы. Анализ результатов изучения факторов патогенности Б.аигвш, выделенных со слизистых оболочек переднего отдела носа у детей, проживающих в городе Красноярске, показал, что плазмокоагулазу, лецитиназу и гемолизин продуцировали все исследуемые культуры золотистого стафилококка, вне зависимости от района выделения (табл. 1). Продукция гиалу-ронидазы и лизоцима у штаммов стафилококка, выделенных со слизистой оболочки носа у детей, проживающих в первом (экологически благополучном) исследуемом районе, наблюдалась у 21,0 и 63,2%, соответственно. Гиалуронидазной и лизоцимной активностью обладали соответственно 59,3 и 84,5% культур стафилококка, выделенных от детей, проживающих во втором исследуемом районе, 75,0 и 95,2% культур — соответственно в третьем исследуемом районе. У стафилококков, выделенных от школьников в первом исследуемом районе, продукцию ферментов гиалуронидазы и лизоцима регистрировали в 2—3 раза достоверно реже, чем у культур стафилококков, выделенных от детей во втором и третьем районах.

Нами установлено, что все изученные культуры золотистого стафилококка, выделенные со слизистых оболочек переднего отдела носа у детей, проживающих в различных районах города Красноярска, обладали большим набором факторов патогенности. Культуры, выделенные от обследуемых во втором и третьем районах, отмечались большим уровнем патогенности по сравнению с культурами золотистого стафилококка, вегетирующими на слизистых оболочках носа у детей, проживающих в экологически «чистом» районе.

Помимо плазмокоагулазы, гиалуронидазы, лизоцима и лецитиназы, продуцируемых стафилококками, патогенетическое действие способны оказывать и другие ферменты. Так, ДНК-аза и

РНК-аза изменяют генетический аппарат инфицированных клеток и тканей.

Анализ результатов проведённых исследований показал, что стафилококки, выделенные со слизистой оболочки носа у детей, проживающих в первом исследуемом районе, не продуцировали ДНК-азу и РНК-азу. В то же время более 50% стафилококков, колонизирующих слизистые оболочки носа у детей, проживающих во втором и третьем районах, имели данные нуклеазы. Причём 43 изученные культуры S.aureus (из 190) имели оба фермента — ДНК-азу и РНК-азу (табл. 2).

Изучив факторы патогенности штаммов S.aureus, выделенных со слизистой оболочки носа детей, проживающих в районах с различной антропогенной нагрузкой, мы проанализировали их корреляционные зависимости.

Жёсткая прямая связь обнаружена между такими парами факторов, как гемолитическая активность и гиалуронидаза (г = 1,0), гиалуро-нидаза — РНК-аза (г = 1,0), ДНК-аза — плаз-мокоагулаза (г=0,95). Прямую сильную связь показывало большинство оцениваемых пар факторов, исключение составили лизоцим и лецитиназа (г =0,2).

Таким образом, культуры золотистого стафилококка, вегетирующие слизистые оболочки переднего отдела носа детей, проживающих в экологически неблагополучных районах города Красноярска, обладали большим набором факторов патогенности, чем культуры, выделенные в экологически благополучном районе. Установлено, что интенсивное техногенное загрязнение атмосферного воздуха приводит к увеличению патогенности S. aureus.

Литература

1. Агаджанян Н.А., Вольшин А.И., Евстафьев Е.В. Экология человека и концепция выживания. М.: ГОУ ВУНЦМ МЗ РФ, 2001. 240 с.

2. Бухарин О.В., Киргизова С.Б., Карташова О.Л. Резидентное стафилококковое бактерионосительство как критерий

экологической нагрузки населения // Гигиена и санитария. 2002. № 5. С. 42-44.

3. Бухарин О.В., Усвяцов Б.Я. Бактерионосительство (медикоэкологический аспект). Екатеринбург: УрО РАН, 1996. 203 с.

4. Дерябин Д.Г. Стафилококки: экология и патогенность. Екатеринбург: УрО РАН, 2000.

5. Дерябин Д. Г., Фот Н.П. Видовое разнообразие стафилококков в воздушной среде и организме носителей в условиях техногенного химического воздействия // Гигиена и санитария. 2005. № 5. С. 36-39.

6. Доклад управления Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Красноярскому краю «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Красноярском крае». Красноярск, 2009. 113 с.

7. Сидоренко С.В. Клиническое значение антибиотикорезистентных грамположительных микроорганизмов // Инфекции и антимикробная терапия. 2003. Т. 5. № 2. С. 48-54.

8. Справочник по микробиологическим и вирусологическим методам исследования / под ред. М.О. Биргера. М.: Медицина, 1982. 464 с.

9. Шендеров Б.А. Медицинские аспекты микробной экологии человека и животных. М., 1992. С. 6—8.

10. Шендеров Б.А. Медицинская микробная экология и функциональное питание. М.: Медицина, 1998. 198 с.

11. Wenzel R.P., Perl Т.М. The significance of nasal carriage of Staphylococcus aureus and the incidence of postoperative wound infection // J. Hosp. Infect. 1995. Vol. 31. P. 13-24.