Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Факторы персистенции Escherichia coli

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Факторы персистенции Escherichia coli"

! г ОД МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ

' 1 " И МЕДИЦИНСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

u да1г ОРЕНБУРГСКАЯ

\ 3 ФЬи 1J- J ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

Ляшеико Ирина Эдуардовна

УДК 576.809.5:616.981.48.004.12:577.4

ФАКТОРЫ ПЕРСИСТЕНЦИИ Escherichia coli

03.00.07 - микробиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Оренбург - 1995

Работа выполнена в Оренбургской государственной медицине

академии.

Научный руководитель - член - корреспондент РАЕН, доктор медицинских наук, профессор О.В. Бухарин

Официальные оппоненты: - доктор медицинских наук, профессор

Смирнов С. Г. - доктор медицинских наук, старший научный сотрудник Ткаченко А.Г.

Ведущее учреждение: - Челябинский государственный медицинский

институт

на заседании диссертационного совета К 084.51.02 в Оренбургской гос ственной медицинской академии по адресу: 460014, г.Оренбург, ул.Советская 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Оренбургской госу ственной медицинской академии.

Защита состоится

1995 г. в /Оу

часов.

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат медицинских наук

доцент

Ю.П. Семченкс

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время на фоне техногенных и антропогенных воздействий на биосферу возникают негативные тенденции, среди которых особое значение имеют нарушение эволюцнонно сложившихся микробных экосистем как в организме человека, так и во внешней среде, распространение бактерий с измененными культуральными, биохимическими, морфологическими и вирулентными свойствами (Калина Г.П., 1983; Ильин И.Е., 1986; Новиков Ю.В., 1986; Виноградова Л.А и др., 1991). Именно поэтому актуальным является изучение микроэкологических аспектов обитания условно-патогенных микроорганизмов, поиск дополнительных критериев, позволяющих дифференцировать бактерии с целью определения их этиологической и эколого-эпидемиологической значимости.

Кишечная палочка, как убиквитарный микроорганизм с выраженной гетерогенностью и способностью адаптироваться к различным воздействиям, является универсальным объектом при проведении клинико-лабораторных, эколого-эпидемиологических и санитарно-гигиенических исследований.

В современных условиях, однако, уже недостаточно ограничиваться только определением видовой принадлежности выделенных эшерихий, изучением биохимических и антигенных свойств. Необходимо более тонкое маркирование как патогенных так и непатогенных бактерий, тем более, что грани между различными вариантами эшерихий не всегда поддаются четкой дифференциации (Маслов М.С., 1962; Покровский В.И., 1985; Улисйо И.Н. и др., 1993), а поиск убедительных критериев ограничен сложностью и дороговизной используемых методов, что затрудняет широкое их применение в практическом здравоохранении, особенно при проведении массовых скрининг-исследований и микробиологического мониторинга объектов внешней среды.

Перспективным в плане поиска информативных критериев, позволяющих сделать заключение об этиологической и эколого-эпидемиологнческой значимости эшерихий, представлялось изучение факторов персистенции, поскольку именно эти свойства сообщают бактериям устойчивость к защитным механизмам хозяина, обеспечивают стабильность подвижного равновесия в биоценозе, создают определенные селективные преимущества в условиях воздействия различных абиогенных и биотических факторов.

Исследование комплекса признаков персистенции: антилизоцимной (АЛА), антиинтерфероновой (АИА), актикомплементарной (АКА) активностей у кишечных палочек, выделенных из различных экологических ниш актуально и представляет интерес не только в теоретическом плане, расширяя знания о биологии и микроэкологии эшерихий, но и в прикладном аспекте, обосновывая возможность разработки быстрых и достаточно надежных методов оценки индикаторной значимости эшерихий.

Цель исследования.Изучение и оценка информативности маркеров персистенции Е. coli для определения возможности их использования при проведении эколого-гигиенических исследований.

Задачи исследования:

1. Изучить частоту и диапазон распространения, степень выраженности АЛА, АИА, АКА и других биологических свойств у эшерихий, выделенных из различных источников.

2. Описать биопрофили кишечных палочек, выделенных из различных экологических ниш.

3. Определить степень экологической детерминации отдельных признаков эшерихий.

4. Изучить взаимосвязи между отдельными факторами персистенции эшерихий, а также их связь с адгезивной способностью, колициноген-ностью и антибиотикорезистентностью.

I' • I

Положения, выносимые на защиту:

1. Факторы ггерсистенции АЛА, АИА, АКА широко распространены в природных популяциях эшерихий и характеризуются высокой степенью экологической детерминации.

2. Распространенность и выраженность факторов персистенции, характеризующие эковариантые различия биопрофилей эшерихий, являются информативными критериями экологической принадлежности кишечных палочек.

Научная новизна. Впервые изучен комплекс факторов персистенции АЛА, АИА, АКА у эшерихий, выделенных из различных источников.

Изучены взаимосвязи признаков персистенции эшерихий между собой и с другими биологическими свойствами: адгезивной способностью, коли-циногенностью и антибиотикорезистентностью. Установлены различия в структурах корреляционных связей между исследуемыми признаками у эшерихий в зависимости от источника выделения.

Выявлены различия в распространенности и выраженности биологических свойств эшерихий в зависимости от набора факторов персистенции, максимальная выраженность всех исследуемых свойств и наибольшее число штаммов, обладающих колициногенностью и множественной устойчивостью к 5 и более антибиотикам определены в группе эшерихий с комплексом факторов персистенции АЛА, АИА, АКА. В группе кишечных палочек с отсутствием персистентных свойств были зафиксированы минимальные значения индекса адгезии и маркера резистентности, а также полностью отсутствовали штаммы; обладающие колициногенностью и множественной устойчивостью к 5 и более антибиотикам.

Определена степень экологического влияния специфических условий среды обитания на отдельные признаки эшерихий. Установлено, что наиболее подверженными экологической детерминации являются персистент-

ные характеристики и антибиотикорезисгентность эшерихий (результаты дисперсионного анализа).

На основании изучения факторов персистенции, колициногенности, адгезивной способности и антибиотикорезистентности описаны биопрофили эшерихий различного происхождения. Показано, что эковарианты эшерихий дифференцируются по распространенности и степени выраженности исследуемых признаков в биопрофиле, которые нарастают в ряду: внешняя среда - здоровый организм - больной организм.

Выявлены различия в устойчивости к антибиотику карбенициллину эшерихий, отличающихся по наличию антиинтерферонового признака. Установлено, что АИА (+) эшерихии не менее, чем в 76% случаев устойчивы к данному препарату, в то время как АИА (-) штаммы устойчивы к нему не более, чем в 1,5% случаев. Полученные данные послужили теоретической предпосылкой для разработки селективной питательной среды для выделения антиинтерферонактивных эшерихий. (Приоритетная справка от 24.10.94. N 200209)

Практическая ценность. Теоретическое значение работы заключается в расширении знаний о биологических свойствах эшерихий, определении роли факторов персистенции в микроэкологии Е. coli.

Полученные данные используются в процессе преподавания курса медицинской микробиологии по разделам "Кишечные инфекции", "Микроэкология бактерий" на кафедре микробиологии ОГМА.

Практическое значение исследования заключается в возможности использования факторов персистенции в качестве информативных критериев оценки индикаторной значимости эшерихий' в эколого-гигиенической практике, в частности, для совершенствования методов биоиндикации загрязнения объектов внешней среды.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены

на:

1. Заседании городского общества микробиологов, эпидемиоло. ж и инфекционистов, Оренбург, 1993.

2. I - ой Российской научно-практической конференции "Актуальные проблемы детской нефроурологии. Экология и почка. Рефлюкс-уропатии", Оренбург, 1994.

3. VI - ой областной научно-практической конференции врачей инфекционистов, микробиологов, эпидемиологов и паразитологов, Оренбург, 19 94.

4. Российской научной конференции "Персистенция микроорганизмов", Оренбург, 1994.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 204 страницах машинописного текста и содержит введение. 5 глав, заключение, выводы, указатель литературы, включающий 190 отечественных и 73 зарубежных источника. Иллюстрации представлены 20 таблицами и 24 рисунками.

Материалы и методы исследования. Работа выполнена на 254 штаммах Е. coli, выделенных из объектов внешней среды (водные источники с различной степенью антропогенного воздействия) и организма здоровых и больных детей в возрасте от 2 до 8 лет. Использовались общепринятые методы идентификации бактерий и изучения некоторых их биологических характеристик, в том числе адгезивной способности (В.И. Брилис с соавт., 1986), колициногенности (Д.Г. Кудлай, В.Г. Лиходед, 1966), антибиотико-резистентности (С.М. Навашин, И.П, Фомина, 1982). Факторы персистен-ции эшерихий - антилизоцимная, антиинтерфероновая и антикомплементарная активности изучались по методикам, разработанным О.В. Бухариным и сотрудниками (1984-1993).

Статистическая и математическая обработка результатов проводилась общепринятыми методиками с использованием критерия Стьюдента,

корреляционного, кластерного и дисперсионного анализов (Лакин Г.Ф., 1990).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

При изучении персистентных характеристик Е. coli основное внимание было уделено определению их роли в микроэкологии эшерихий и обоснованию возможности использования факторов персистенции в качестве ) ([формативных критериев индикаторной значимости кишечных палочек в эколого-гигиенической практике.

В связи с этим на первом этапе исследования были изучены распространенность и выраженность факторов персистенции и других биологических свойств у эшерихий, выделенных из различных экологических ниш, а также описаны биопрофили эковариантов эшерихий, включающие все исследуемые признаки.

Проведенные исследования показали широкое распространение факторов персистенции в природных популяциях -эшерихий, своеобразие биопрофилей Е. coli, отражающих связь со средой обитания, усиление экспрессии признаков у кишечных палочек в ряду: внешняя среда - здоровый организм - больной организм.

Изучение факторов персистенции у водных штаммов эшерихий показало, что абсолютное большинство бактерий (до 81%) обладали одним или более факторами персистенции. При этом АЛА обнаруживалась у 77% бактерий, АКА - у 61%, АИА - обладало минимальное количество штаммов (6%) . Среди других биологических свойств наиболее часто встречалась адгезивная способность (77%) при минимальном количестве колициногенных эшерихий (2.5%) и полном отсутствии бактерий, устойчивых к 5 и более антибиотикам. Установлен минимальный уровень выраженности всех исследуемых признаков.

Отмечено широкое распространение АЛА у штаммов в воде открытых водоемов (92%) и определенная стабильность этого признака при воздействии на эшерихии комплекса антимикробных факторов в водопроводной воде - до 50% кишечных палочек, выделенных из этого водоисточника

обладали АЛА. Выявленная закономерность согласуется с положением О.В. Бухарина (1992) о том, что АЛА обеспечивает бактерии дополнительным механизмом выживания, "расчищая" эконошу и, реализуя селективные преимущества в процессах межвидовой конкуренции, необходимости противостоять в биоценозе другим микроорганизмам, обладающим способностью продуцировать лизоцим.

Около половины исследуемых эшерихий как в воде открытых водоемов, так и в водопроводной воде, обладают АКА, что согласуется с данными Ю.А.Брудастова (1992) о распространенности данного признака у Е. coli во внешней среде. Являясь признаком, детерминированным в условиях макроорганизма, АКА, выявленная у водных штаммов, эшерихий, вероятно может служить показателем антропогенной нагрузки водоема.

Антиинтерфероновая активность, которая, по нашим данным, встречается у эшерихий, выделенных из воды чрезвычайно редко, отражает такой экологический вариант микроорганизмов, для которых естественной -средой обитания является больной организм (Соколов В.Ю., 1990). Следовательно, обнаружение этого признака у санитарно-показательных микроорганизмов может служить не только дополнительным критерием, наряду с АКА, антропогенного загрязнения, но и свидетельствовать об эпидемиологической опасности водоисточника.

Абсолютное большинство штаммов эшерихий, выделенных из воды открытых водоемов (84%) и водопроводной воды (64%) обладали адгезивной способностью. Широкое распространение этого показателя подтверждает биологическую целесообразность признака, необходимого для прикрепления к различным субстратам не только в условиях макроорганизма, с последующей колонизацией территории, необходимой для питания и размножения (Литвин В.Ю., 1992).

Несколько неожиданным оказалось незначительное количество коли-циногенных эшерихий, выделенных из воды открытых водоемов (3%) и полное их отсутствие в водопроводной воде. Хотя, если учесть, что вода

различного водопользования не является для эшерихий естественной средой обитания, а способность угнетать развитие бактерий родственных видов создает определенные селективные преимущества для бактерноцино-генных эшерихий в условиях взаимодействия различных микроорганизмов, связанных общностью экологии в естественных условиях их обитания, то этот факт, в известной степени, объясним.

При достаточно широком распространении в природе эшерихий, обладающих множественной устойчивостью к антибиотикам (Левашов B.C., и др., 1985), как в воде открытых водоемов, так и в водопроводной воде, эшерихии с множественной устойчивостью к 5 и более антибиотикам не встречались. Очевидно,.при отсутствии селективного давления антибиотиков во внешней среде, эшерихии, несущие R - плазмиды, контролирующие этот признак, на воспроизведение которого клетка расходует дополнительную энергию, быстро элиминируются из популяции как следствие естественного отбора (Пичугин Н.С., 1978), при сохранении, однако, минимального уровня этого свойства у части популяции.

В результате проведенного исследования был описан популяционный биопрофиль эшерихий, выделенных из воды, который характеризовался комплексом факторов персистенции, адгезивной способностью и колици-ногенностью. Наиболее значимыми в характеристике биопрофиля по распространенности являются АЛА, АКА и адгезивная способность.

Описаны биопрофили эшерихий, выделенных из воды с различной степенью антропогенного воздействия. Отмечено, что биопрофиль эшерихий из воды открытых водоемов соответствовал популяционному биопрофилю водных штаммов по наличию признаков и степени их выраженности, а биопрофиль кишечных палочек из водопроводной воды отличался минимальными значениями признаков и отсутствием у бактерий АИА и коли-циногенносгги (рис.1).

Рпс. 1 Биопрофили эшерихий выделенных из

водных источников

АЛА АИА АКА АДГ КГ Полпрезнст.

>5

ВВ — водопроводная вода; ВОВ - вода открытых водоемов

Рис. Ъ Выраженность признаков (ед.)

АЛА АИА АКА ИАМ М.рез. ВВ - водопроводная вода; ВОВ - вода открытых водоемов

Показана гетерогенность популяции водных штаммов эшерихий по наличию факторов персистенции. Описаны 3 варианта биопрофилей, характеризующихся различным набором персистентных свойств. Отмечено минимальное количество эшерихий, обладающих комплексом факторов персистенции АЛА+АИА+АКА (6,4%). Полученные нами данные интересно соотнести с исследованиями Т.В.Бей с соавт.(1990), изучавшими классические факторы вирулентности у ЭПКП, выделенных из воды. Согласно данным авторов, в воде открытых водоемов обнаружено максимальное количество штаммов, обладающих одним признаком вирулентности (57%). Эшерихии с набором трех факторов вирулентности обнаруживались авторами лишь в 5% случаев.

Минимальное содержание в воде кишечных палочек с максимально выраженным потенциалом патогенности, реализуемым как через наличие прямых агрессивных качеств, так и через комплекс более "мягких" факторов подавления защитных реакций макроорганизма, скорее всего свидетельствуют о меньших адаптационных возможностях этих бактерий в условиях обитания вне организма.

Существует мнение (Пшеничнов P.A., Колотвинов С.В.,1986; Бей Т.В. и др., 1990), согласно которому информативная значимость биоиндикаторных микроорганизмов тем больше, чем больше свойств.у них обнаруживается, и практически совпадающие результаты определения в воде эшерихий с максимальным набором классических и "малых" факторов вирулентности делают возможным использование последних в целях индикации. В этом плане представляется перспективным определение у эшерихий, выделенных из воды, комплекса АЛА+АИА+АКА, что подтверждается результатами изучения персистентных и биологических свойств эшерихий, выделенных из воды с различной степенью бактериального загрязнения. Показано, что с повышением коли-индекса увеличивается распространенность и выраженность персистентных характеристик и количество штаммов, обла-

дающих комплексом трех факторов персистенции. При этом установлено, что показатели адгезивной способности, колициногенности и антибиоти-корезистентности практически не имеют информативной значимости.

Таким образом, полученные результаты открывают перспективы использования факторов персистенции в качестве информативных критериев оценки индикаторной значимости эшерихий. Выявление этих признаков не требует значительных затрат, доступно любой лаборатории и может способствовать повышению эффективности эколого-гигиенических наблюдений.

Исследование факторов персистенции и других биологических свойств у эшерихий, выделенных из организма здоровых детей, показало, что абсолютное большинство штаммов (95%) обладало одним или несколькими признаками персистенции, при низком уровне их выраженности. Наиболее часто встречались АЛА и АКА, которые обнаруживались примерно у 80% штаммов, АИА у эшерихий данной группы обнаруживалась примерно в 3 раза реже.

В блоке биологических свойств наиболее широко распространена адгезивная способность (93%) и достаточно большой процент колициноген-ных бактерий (34%) . Отмечено, что примерно 1/5 часть (18,5%) всех выделенных штаммов обладала устойчивостью к 5 и более антибиотикам.

Наличие этих свойств у эшерихий в условиях здорового макроорганизма закономерно и биологически целесообразно. Локализуясь в кишечнике, контаминируя мочевые пути, эшерихиям необходимо прежде всего преодолеть совокупность факторов местного иммунитета, напряженность которого во многом определяется уровнем тканевого лизоцима и функциональным состоянием системы комплемента. Меньшая распространенность АИА у нормовариантов эшерихий объясняется, по-видимому, преимущественной продукцией интерферона, а следовательно и его антибактериальной составляющей в условиях вирусных и бактериальных инвазий.

Широкое распространение среди кишечных палочек штаммов с адгезивной способностью (93%) при достаточно высоком уровне ее выраженности обусловлено необходимостью конкурировать за тканевые рецепторы с патогенными бактериями и одновременно с аутохтонной микрофлорой и в совокупности определяет колонизационную резистентность кишечника (Чахава О.В., 1987)

Колициногенная активность обнаруживается примерно у 1/3 всех изученных эшерихий (34%), присуща в большей степени штаммам, локализующимся в кишечнике и служит регулирующим фактором в соотношениях различных типов микроорганизмов у данного индивидуума, или в определенной полости организма, контактирующей с внешней средой.

Сохранение определенного уровня устойчивости к антибиотикам, очевидно, отражает общую биологическую закономерность стабильности R- плазмид у части популяции, что препятствует элиминации этих клеток даже при отсутствии химиотерапии (Тец В.В., Борисов Л.Б., 1985).

Впервые в результате проведенного исследования был описан попу-ляционный биопрофиль Е. coli - представителей нормальной микрофлоры организма, который характеризовался комплексом факторов персистенции, адгезивной способностью, колициногенностью и множественной устойчивостью к 5 и более антибиотикам. Наиболее значимыми в характеристике биопрофиля эшерихий по распространенности являются АЛА, АКА и адгезивная способность. Показана гетерогенность эшерихий, выделенных из здорового организма по факторам персистенции. Описаны 4 варианта биопрофилей, характеризующихся различным набором персистентных свойств. Установлено, что ббльшинство штаммов (41%) обладает набором факторов персистенции АЛА+АКА.

Описаны биопрофили нормовариантов кишечной палочки, выделенных из кишечника и мочи. Показана возможность их дифференциации по уровню выраженности отдельных признаков в биопрофиле (Рис.2).

Рис. 2

Биопрофили эшерихий выделенных из организма здоровых детей

КЗД

АЛА АИА АКА АДГ КГ Пол^езнст. МЗД - моча здоровых детей; КЗД - кишечник здоровых детей

Рис. 2а Выраженность признаков (ед.)

МЗД

3.5-Г 32.521.51

0.5 0

АЛА АИА АКА ИАМ М.рез.

МЗД - моча здоровых детей; КЗД - кишечник здоровых детей

КЗД / МЗД

Таким образом, полученные данные могут способствовать совершенствованию методов идентификации кишечной палочки как представителя нормальной микрофлоры человека, в частности, при решении вопросов дифференциальной диагностики госпитальных инфекций.

Данные, характеризующие кишечные палочки, выделенные при различных патологических состояниях свидетельствуют, что практически все штаммы (100%) обладали набором факторов персистенции, включающем 23 признака. Адгезивная способность обнаружена у 90% штаммов, множественной устойчивостью к 5-7 антибиотикам обладали свыше 70% бактерий. Отмечено относительно небольшое (19,6%) количество колициноген-ных штаммов. Показан высокий уровень выраженности всех исследуемых признаков.

Полученные нами данные согласуются с исследованиями ряда авторов. Так, например, Зыкова JI.C. (1986) и Челпаченко O.E. (1993) показали, что эшерихии, выделенные от больных пиелонефритом в 60% - 95% случаев инактивировали лизоцим в достаточно высоких дозах. Брудастов Ю.А. (1992) установил связь антикомплементарной активности эшерихий-возбудителей хронического пиелонефрита с выживаемостью бактерий в инфицированных мочевых путях. Согласно данным В.Ю. Соколова (1990), штаммы энтеробактерий, выделенные от больных в 90 - 100% случаев обладали способностью инактивировать бактерицидную фракцию человеческого лейкоцитарного интерферона. Челпаченко O.E. (1993), подтвердив эти наблюдения, показала более высокий уровень АИА у штаммов, выделенных от больных.

Вопрос о трактовке адгезивной способности как фактора, обусловливающего патогенность условно-патогенных бактерий, дискутируется (Гизатулина С.С.,1989). Тем не менее обнаружение нами этого признака у абсолютного большинства исследуемых штаммов, выделенных при патологических состояниях, указывает на несомненную значимость его в реализации инфекционного процесса и согласуется с данными Сенцовой Т.Б. с со-

авт. (1988), которые показали, что адгезивная способность уропатогешшх Е. coli значительно превосходит это свойство у кишечных палочек, выделенных из испражнений здоровых детей.

Колициногенность как биологическое свойство патогенных эшерихий так же трактуется неоднозначно ( Pohe Р. et.al., 1986; Mahasneh Н. et.al., 1987). В наших наблюдениях этим свойством обладает незначительное число штаммов (19.6%), занимая по распространенности последнее место. При этом, среди бактерий, выделенных из мочи, колициногенных эшерихий было значительно меньше, чем среди штаммов, выделенных из кишечника, что, в известной степени, можно объяснить тем, что (согласно данным Сен-цовой Т.Е., Улиско И.Н., 1993) у подавляющего большинства больных урологической патологией эшерихии выделяются в виде монокультуры. Очевидно, о значимости колициногении можно судить только в зависимости от того, в какой комплекс других свойств этот признак включается.

Эшерихии, выделенные при всех трех видах патологии: кишечном эшерихиозе, дисбиозе и хроническом пиелонефрите, обладали устойчивостью практически ко всем исследуемым антибиотикам, при этом наиболее часто не менее, чем к 5-7- препаратам, что, по всей вероятности, может быть связано с селективным действием антибиотиков, используемых для проведения терапии в процессе заболевания или в период, предшествующий его развитию.

Впервые в результате проведенного исследования был описан попу-ляционный биопрофиль Е. coli , выделенных при патологическом процессе, который характеризовался комплексом факторов персистенции, адгезнв-ностыо, колицилогенностыо и множественной устойчивостью к "5 и более антибиотикам. Наиболее значимым в характеристике биопрофиля по распространенности являются АЛА, АИА, АКА и адгезивная способность.

Описаны 3 варианта биопрофилей с различным набором факторов персистенции. Наиболее часто встречаются штаммы с набором признаков АЛА+АИА+АКА (90.5%).

Описаны биопрофили нозовариантов эшерихий, выделенных при кишечном дисбиозе, эшерихиозе и

Рис. 3 Бнопрофшшэтернхнй выделенных при патологических состояниях Распространенность признаков

хроническом пиелонефрите. Показана возможность их дифференциации по уровню выраженности признаков в биопрофиле (рис.3).

Таким образом, полученные данные ориентируют на возможность их использования для решения вопроса об этиологической значимости эшерихий в клинической практике.

Результаты, полученные на первом этапе исследования, обусловили

проведение срав-

Рнс. За Выраженность признаков (ед.) НИТеЛЬНОГО ана-

лиза биопрофилей эшерихии, .выделенных из различных экологических ниш с целью определения информативной значимости исследуемых показателей в характеристике

биопрофилей, а также дисперсионного анализа с целью установления сте-

Эшерихноз Пиелонефрит Дисбноз

АЛА

АИА

АКА

ИАМ

М.ре!.

пени экологической детерминации изученных признаков эшерихий.

Анализ свойств совокупных популяций эшерихий, являющихся составной частью биоценозов водной среды, организма здорового и больного человека, показал, что незави-

ЛЛЛ АИЛ АКА ИЛМ М ¡.3

Ряс. 4а Выраженность признаков (ед.)

симо от источника выделения биопрофили эшерихий содержат факторы персистенции АЛА, АИА, АКА. Этот комплекс дополняется такими значимыми признаками как адгезивная способность колициногенность и множественная резистентность к антибиотикам. Различия биопрофилей проявляются в распространенности и выраженности отдельных признаков (рис.4).

Наиболее значимыми в характеристике биопрофилей эковариантов эшерихий из воды и организма здоровых детей по распространенности являются АЛА, АКА и адгезивная способность, для

АЛА АИА АКА НАМ Мрт».

Рес. 4а Выраженность признаков (ед.)

эшерихий из организма больных детей - комплекс 3-х факторов AJ1A+ АИА+АКА и адгезивная способность. Выраженность факторов персистен-ции и других биологических свойств увеличивается у эшерихий в соответствии с источником выделения в ряду: внешняя среда - здоровый организм - больной организм.

Проведенный дисперсионный анализ показал, что факторы перси-стенции наиболее подвержены экологической детерминации. По степени "экологической зависимости" к ним приближался показатель антибиоти-корезистентности.

Кластерный анализ, проведенный с учетом всех изученных признаков, подтвердил эмпирически установленный факт близости биопрофилей эшерихий, выделенных из воды и организма здоровых детей, что, в известной степени, отражает наличие естественных миграционных процессов в системе кишечник человека - вода открытых водоемов,¡и существенное отличие от них биопрофилей эшерихий - возбудителей патологических процессов, что обусловливает изучение биопрофилей Е. coli, включающих указанные признаки, при проведении эпидемиологических наблюдений.

Заключительный этап исследования включал изучение взаимосвязи между признаками персистенции и другими биологическими свойствами эшерихий: адгезивностью, колициногенностыо и антибиотикорезистент-ностью.

При оценке распространенности и выраженности биологических свойств эшерихий в зависимости от набора у них факторов персистенции, выявлено, что максимальные значения всех исследуемых признаков наблюдались у эшерихий, обладающих комплексом факторов АЛА+АИА+АКА, минимальные значения - у бактерий, не имеющих факторов персистенции.

При маркировке факторов персистенции детерминантами резистентности, установлено, что ампициллин, эритромицин и стрептомицин являлись основными индуцирующими лекарственную устойчивость антибиотиками, независимо от набора факторов персистенции у эшерихий. Антибио-

тиками дифференциального действия оказались канамицин и левомецитин для эшерихий с АЛА (что согласуется с данными Бондаренко В.М. и Яблочкова А.Л., 1987), тетрациклин и карбенициллин для эшерихий с АИА. Установлено, что карбенициллин является антибиотиком, устойчивость к которому позволяет при его использовании в составе селективной питательной среды выделять не менее 76% эшерихий, обладающих АИА.

При изучении корреляционных связей между исследуемыми признаками были установлены различия в структурах корреляционных связей у эшерихий в зависимости от источника их выделения.

Полученные результаты обосновывают возможность использования комплекса факторов персистенции эшерихий при решении вопросов диагностики заболеваний эшерихиозной этиологии, расшифровке эпидемиологических ситуаций, при проведении микробиологического мониторинга и экологических исследований.

Оценивая фактический материал в целом, следует выделить два момента:

во-первых, факторы персистенции широко распространены в природных популяциях эшерихий и характеризуются высокой степенью экологической детерминации.

во-вторых, изменения экспрессивных параметров персистентных характеристик, определяющее эковариантные различия биопрофилей эшерихий, являются информативными критериями индикаторной значимости и экологической принадлежности кишечных палочек.

ВЫВОДЫ

1. Изучение биологических характеристик эшерихий, выделенных из разных экологических ниш показало широкое распространение факторов персистенции АЛА, АИА, АКА в природных популяциях эшерихий. Частота распространения признаков, как и их величина нарастают у эшерихий в ряду: внешняя среда - здоровый организм - больной организм.

2. В зависимости от эконоши каждая изолированная группа эшерихий характеризуется своеобразным набором биологических признаков - биопрофилем, дифференцирующим ее от других популяций кишечной палочки.

3. Определена информативная значимость маркеров персистенции и других биологических свойств эшерихий. Наиболее важными в характеристике эковариантов эшерихий из воды и организма здоровых детей являются показатели АЛА, АКА и адгезивной способности, в то время как для эшерихий из организма больных детей - комплекс трех факторов персистенции АЛА+АИА+АКА и адгезивная способность.

4. Установлена высокая степень экологической детерминации факторов персистенции и антибиотикорезистентности эшерихий, что подтверждает возможность использования указанных показателей при решении вопросов экологической принадлежности выделяемых микроорганизмов.

5. Выявлены различия в структурах корреляционных связей между признаками у эшерихий взависимости от источника их выделения.

6. Оценка распространенности и выраженности биологических свойств эшерихий в зависимости от набора у них факторов персистенции показала, что максимальные значения исследуемых признаков выявлены у эшерихий, обладающих комплексом трех факторов персистенции, минимальные значения - у бактерий с отсутствием персистентных свойств.

Публикации по теме диссертации:

1. Антибиотикорезистентность эшерихий, выделенных из различных экологических ниш. //Сб. докл. науч. конф! "Молодые ученые- здравоохранению",- Оренбург. - 1992. - с. 66-68.

2. Распределение признаков АЛА и АИА у эшерихий, выделенных из различных экологических ниш. // Сб. докл. науч. конф. "Молодые, ученые-здравоохранению". - Оренбург. - 1993. - с. 24-25.

3. Сравнительный анализ биопрофилей эшерихий, выделенных из различных экологических ниш. Совместно с В.А. Гриценко. // Журн. микроб., эпидем. и иммун. - 1994. - доп. вып.- с.87-91.

4. Экологическя зачимость акторов персистеции эшерихий. // Материалы I Российск. научно-практ.конф. "Актуальные вопросы детской неф-роурологии. Экология и почка". - Оренбург - 1995. - с. 15-16.

•'

5. Сравнительная оценка персистентных характеристик эшерихий, выделенных из различных экониш. // Материалы I Российск. научно-практ.конф. "Актуальные вопросы детской нефроурологии. Экология и почка". - Оренбург- 1995. - с. 17-18.