Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Особенности формирования микробного биоценоза слизистой оболочки носа при стафилококковом бактерионосительстве

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Особенности формирования микробного биоценоза слизистой оболочки носа при стафилококковом бактерионосительстве"

а од

г ' " ...... I

На правах рукописи

ПАРШУТА Лариса Игоревна

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ МИКРОБНОГО БИОЦЕНОЗА СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ НОСА ПРИ СТАФИЛОКОККОВОМ БАКТЕРИОНОСИТЕЛЬСТВЕ

03.00.07 - микробиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

Оренбург - 1998

Работа выполнена в Оренбургской государственной медицинской академии.

Научный руководитель:_____

доктор медицинских

наук, профессор Усвяцов Б. Я.

Официальные оппоненты:_

доктор медицинских наук,

старший научный сотрудник Смолягин А. И.

доктор медицинских наук,

старший научный сотрудник Дерябин Д. Г.

Ведущая организация_

Челябинская государственная медицинская академия

Защита состоится "_"_1998 года в _часов

на заседании диссертационного совета К 084.51.02 при Оренбургской государственной медицинской академии по адресу:

460014, Оренбург, ул.Советская, 6. Тел.: (3532) 77-61-03, факс: (3532) 77-9408

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Оренбургской государственной медицинской академии.

Автореферат разослан" " схи^е^А._ 1998 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Кандидат медицинских наук, доцент Семченко Ю.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность проблемы. Организм человека и его микрофлора, как единая экологическая система, находятся в состоянии динамического равновесия, поддерживаемого процессами саморегуляции. Однако под действием техногенных факторов среды обитания компенсаторные возможности экосистем не беспредельны. В связи с этим отмечается рост числа дисбиотических нарушений различных биотопов организма человека, что приводит к формированию новых микробных сообществ (патоценозов), развитию бактерионосительства [Шендеров Б.А., 1992; Алимов А.Ф., 1993]. Дисбиотические изменения в микрофлоре способствуют развитию и широкому распространению внутри-больничных, оппортунистических инфекций [Семина H.A. с соавт., 1995].

Одной из форм нарушения нормальной микрофлоры слизистой оболочки переднего отдела носа является стафилококковое бактерионосительство [Николаева Т.А., 1982]. Носители патогенных стафилококков - основные источники распространения заболеваний микробной этиологии в неинфекционной клинике [Филиппович Ю.В. с соавт., 1983]. Стафилококковые бактерионосители относятся к группе риска, так как у них самих часто возникают различные формы инфекционной патологии [Бойко A.B., 1990; Кулагина Е.П., 1995]. Вместе с тем, условия формирования микробного биоценоза слизистой носа у здоровых лиц разного возраста и у стафилококковых бактерионосителей изучены недостаточно. Имеются данные о роли антилизоцимной и антиимму-ноглобулиновой активности золотистых и эпидермальных стафилококков в формировании бактерионосительства [Чернова О.Л., 1989; Михайлова Е.А. с соавт., 1990]. Показано, что факторы персистенции золотистых и эпидермальных стафилококков являются информативными признаками при дифференциации резидентных и транзиторных бактерионосителей [Бухарин О.В., Дерябин Д.Г., 1994; Матюшина С.Б., 1996]. Выявлены закономерности внутривидового разнообразия золотистых и эпидермальных стафилококков и селекции определенных биоваров в разных экологических нишах [Дерябин Д.Г., 1997].

Однако, комплексная оценка факторов колонизации и персистенции у таксонов, составляющих микробный биоценоз слизистой оболочки носа, не проводилась. Не изучались особенности формирования микробного биоценоза слизистой оболочки носа у взрослых и детей - носителей S.aureus и лиц, свободных от носительства. Количественная и качественная оценка микробных биоценозов слизистой носа носителей S.aureus и лиц, свободных от носительства, с учетом возраста позволит получить сведения о закономерностях фор-

мирования микрофлоры определенной экологической ниши в норме и при патологии, что может быть использовано для разработки способов прогнозирования и санации стафилококкового бактерионосительства и, следовательно, для профилактики гнойно-воспалигельных заболеваний.

Целью исследования явилось изучение особенностей формирования микрофлоры слизистой оболочки носа у стафилококковых бактерионосителей и лиц, свободных от носительства S.aureus, разного возраста с учетом перси-стентных и антагонистических свойств бактерий-симбионтов. Основные задачи исследования:

1. Изучить качественный и количественный состав бактериальной нормоф-лоры слизистой оболочки носовой полости взрослых и детей 10-12 лет.

2. Определить дисбиотические качественные и количественные изменения в биоценозах слизистой носовой полости носителей S.aureus различного типа, по сравнению с неносителями, с учетом возраста обследуемых .

3. Оценить роль факторов персистенции и антагонизма основных таксонов микрофлоры в формировании биоценоза слизистой оболочки носа у носителей и неносителей разного возраста.

4. Изучить влияние электролизного водного раствора гипохлорита натрия на персистентные и вирулентные свойства S.aureus и разработать эффективный способ санации резидентных носителей.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Нормальная микрофлора слизистой оболочки носа у взрослых и детей 1012 лет по количественным и качественным критериям дифференцируется на основную, добавочную и случайную гру ппы: установлены возрастные отличия в составе выделенных групп.

2. У резидентных и транзиторных носителей S.aureus разного возраста, в сравнении с неносителями, формируются своеобразные микробные биоценозы, отличающиеся по таксономическим характеристикам, количественным показателям, уровню экспрессии факторов персистенции и антагонизма.

3. Электролизный раствор гипохлорита натрия в концентрациях 1,7-1,9 мг/л подавляет факторы персистенции и вирулентности S.aureus и может быть использован для санации стафилококкового бактерионосительства.

Научная новизна. Впервые по количественным и качественным критериям проведена дифференциация нормальной микрофлоры слизистой оболочки носа здоровых взрослых людей и детей 10-12 лет на 3 группы: основная, добавочная и случайная. Определены возрастные особенности формирования

микробного биоценоза слизистой носа.

Выявлены закономерности развития дисбиоза у резидентных и транзи-торных стафилококковых бактерионосителей в разных возрастных группах на основе данных по изменению количественного и качественного состава микрофлоры слизистой носа. Биоценоз слизистой носа у носителей S.aureus, в отличие от неносителей, характеризовался меньшими значениями ОПМО и ПМО основной кокковой микрофлоры, малым видовым разнообразием, менее равномерным распределением видов, ослаблением и инверсией межмикробных связей. Формирование стафилококкового бактерионосительства сопровождается изменением структуры стафилоценоза - снижением количественной представленности и числа видов КОС, изменением состава доминирующей стафилофлоры (наряду с S.epidermidis, отмечалось доминирование таких видов КОС, как S.haemolyticus, S.hominis, S.xylosus).

Установлена роль факторов персисгенции и антагонизма у разных таксонов микробного симбиоза в формировании нормальной микрофлоры слизистой носа и в развитии дисбиоза при стафилококковом бактерионосительстве. В норме (у неносителей S.aureus) основная микрофлора слизистой носа (КОС) характеризовалась наличием бакгериоциногенных свойств и признаками межвидового антагонизма. При резидентном носительстве S.aureus штаммы КПС и отдельные таксоны добавочной микрофлоры помимо высокой антагонистической активности обладали выраженными персистентными свойствами. В биоценозах носителей и неносителей S.aureus происходила селекция биоваров основных таксонов с определенным набором персистентных и антагонистических свойств. Выявлена взаимосвязь показателей количественной представленности и биологических свойств штаммов первых двух доминирующих видов стафилококков в биоценозах носителей S.aureus и неносителей, что свидетельствует о симбиотических взаимоотношениях представителей стафилоценоза при колонизации слизистой оболочки носовой полости.

Разработан способ подбора оптимальных доз антисептика - электролизного раствора гипохлорита натрия для санации резидентных стафилококковых бактерионосителей (положительное решение о выдаче патента на изобретение №95121175/13(037028) от 5.11.97 ).

Практическая ценность. Полученные новые знания по закономерностям формирования микробных биоценозов слизистой оболочки носа в норме и при развитии носительства S.aureus могут быть использованы для разработки методов ранней диагностики дисбиоза, прогнозирования формирования ре-

зидентного стафилококкового бактерионосительства и своевременной его профилактики. Разработанный способ определения эффективной дозы электролизного водного раствора гипохлорита натрия для лечения и профилактики гнойно-воспалительных заболеваний апробирован на базе Оренбургского областного Центра Госсанэпиднадзора, внедрен в практику работы 1-ой клинической больницы г.Оренбурга и Оренбургской областной клинической больницы (акты внедрения). Результаты работы включены в программу обучения студентов Оренбургской государственной медицинской академии.

Апробация работы. Основные результаты исследования были доложены и обсуждены на XII итоговой конференции молодых ученых-медиков "Молодые ученые - здравоохранению", посвященной 50-летию ОГМИ (1994, г.Оренбург); региональной конференции молодых ученых Урала и Поволжья, посвященной 250-летию Оренбургской губернии и 60-летию образования Оренбургской области (1994, г.Оренбург): межвузовской научно-практической конференции молодых ученых и студентов "Актуальные вопросы экологии" (1994, г.Оренбург); 60-й научной конференции студентов и молодых ученых Башкирского государственного медицинского института (1995, г.Уфа); областном совещании врачей - бактериологов центра Госсанэпиднадзора (1995, г.Оренбург); Российской научной конференции "Персистенция микроорганизмов" (1997, г. Оренбург).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, получено положительное решение ВНИИГПЭ о выдаче патента на изобретение №95121175/13 (037028).

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 154 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, трех глав результатов собственных исследований, заключения, выводов и приложений. Библиографический указатель включает 117 источников отечественной и 69 источников зарубежной литературы. Иллюстрации представлены 18 таблицами и 22 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования. При проведении исследований было изучено 1880 штаммов разных таксономических групп, выделенных из биоценозов слизистой носовой полости 1212 человек, обследованных на стафилококковое бактерионосительство: 182 взрослых (рабочие ПСП №2 г.Оренбурга; отдыхающие профилактория "Озон"; студенты ОГМА) и 1030

детей (школьники 10-12 лет г.Оренбурга и Оренбургской области). Таксономия исследованных микроорганизмов: род Staphylococcus 1625 штаммов (КПС - 726; КОС - 899), род Corynebacterium 43 штамма, род Micrococcus 59 штаммов, семейство Enterobacteriaceae и неферментир^тощие бактерии (НФБ) - 79 штаммов, а также бактерии и грибковая флора родов Neisseria, Bacillus, Pénicillium и Candida - 74 штамма. Диагностика стафилококкового бактерионосительства проводилась в соответствии с методическими рекомендациями -Приказ Министерства здравоохранения СССР № 720 (М.,1978). Окончательная дифференциация обследуемых на группы носителей S.aureus различного типа и неносителей проводилась с учетом обнаружения у выделенных штаммов S.aureus персистентных, антагонистических свойств, чувствительности к антибиотикам [Чернова O.JL, 1989; Бухарин О. В., Дерябин Д. Г., 1994]. Выделение и идентификацию бактерий проводили по общепринятым схемам в соответствиии с рекомендациями по методам исследования в клинической микробиологии, изложенным в Приказе МЗ СССР №535 (М.,1985), используя коммерческие тест-системы ENTEROTest и STAPHYTest фирмы LACHEMA (Чехия). Персистентные свойства бактерий-симбионтов определяли по методикам, разработанным О.В.Бухариным и сотрудниками Оренбургского государственного медицинского института (1984-1990). Антагонистические свойства определяли по метод}' отсроченного антагонизма (Frederick Р., 1946) и модифицированной методике Маррея-Шервуда (Усвяцов Б.Я., 1967). С целью сравнительной характеристики гетерогенности биоценозов носителей различного типа и неносителей (детей и взрослых) были использованы индексы разнообразия (доминирования) Симпсона - "D" и индекс равномерности распределения таксонов "Е" [Бигон М. и др., 1989]; для описания сопряженности таксонов в изучаемых группах биоценозов - индекс Жаккарда [Домбровский A.M., Бодрягина А. В.,1986]. Для изучения влияния антисептика электролизного водного раствора гипохлорита натрия (Мартынов А.И., Сергиенко В.И., Лопухин Ю.М., A.c. № 1194425, 1985) на персистентные свойства бактерий были определены субингибиторные концентрации препарата по методике, описанной Красильниковым А.П.(1995). Влияние субингибиторных концентраций препарата на ангиинтерфероновую активность (АИА) бактерий изучалось in vitro на 70 штаммах S.aureus, выделенных у резидентных стафилококковых бактерионосителей. Способ подбора действующих доз данного препарата по подавлению АИА патогена был использован для санации 64 резидентных носителей S.aureus - студентов ОГМА, работавших в стационарах хирур-

гического и акушерского профиля.

Статистическую обработку исследуемого материала проводили с использованием параметрических и непараметрических методов: критерия Стьюдента-Фишера, множественного корреляционного (коэффициент ранговой корреляции Спирмена) и факторного анализов.

Результаты исследования и их обсуждение. Анализ количественного состава и частоты встречаемости таксонов в биоценозах слизистой оболочки носа у детей и взрослых позволил выделить основную, добавочную и случайную группы таксонов нормальной микрофлоры данного эпитопа (рисунок 1). По частоте встречаемости (с>50%) и по количественной представленности (ПМО>4,5; здесь и далее показатель микробной обсемененности представлен в виде lg числа КОЕ/тампон) к основной микрофлоре как у детей, так и у взрослых можно было отнести бактерии рода Staphylococcus (КОС).

ОПМО Neisseria Penicillum Enterobacteriaceae Bacillus Streptococcus Corynebacterium Micrococcus КОС

Рисунок 1. Количественная представленность таксонов микроорганизмов в биоценозе слизистой носа у здоровых взрослых и детей 10-12 лет. Обозначения: • - Р<0.05 для различий между взрослыми и детьми. XI и Х2 -границы количественной представленности случайной (LgITMO<2.5) и добавочной (2.5<LgnMO<4.5) микрофлоры, соответственно.

К добавочной микрофлоре (25%<с<50%; 2,5<ГТМО<4,5) у детей относятся такие таксоны как род Corynebacterium, род Micrococcus и род

Streptococcus, представители семейства Enterobacteriaceae. В группу случайной микрофлоры (С<25%; ПМО<2,5) у детей были выделены бактерии родов Bacillus и Neisseria, а также грибковая флора рода Pénicillium. У взрослых в основную группу были выделены бактерии p.Staphylococcus (КОС) и p.Corynebacterium, в случайную - грибковая флора p.Penicillium. Представители pp.Micrococcus, Streptococcus, Bacillus по количественной представленности могли быть отнесены к основной микрофлоре, но учитывая в комплексе ПМО и частоту встречаемости бактерий в биоценозах взрослых (микрококки -10,3%, стрептококки - 36,3%, бациллы - 24,5%) данные таксоны выделены в группу добавочной микрофлоры, наряду с представителями семейства Enterobacteriaceae. Микробный биоценоз слизистой носа у взрослых, по сравнению с детьми, в норме отличался большей количественной представленностью бактерий рода Bacillus (ПМО 4,7 против 2,4), большей частотой встречаемости бактерий p. Corynebacterium (на 17,8%), p.Staphylococcus - КОС (на 24,1%), меньшей - бактерий p.Micrococcus (на 14,7%). Данные изменения можно расцешшать как процесс закрепления с возрастом основных и добавочных таксонов, определяющих стабильность эубиоза.

При стафилококковом бактерионосительстве качественные и количественные изменения состава биоценозов слизистой оболочки носовой полости (дисбиоз) обнаружены как у детей, так и у взрослых (рисунок 2).

Анализ количественной представленности таксонов бактерий показал, что у детей - резидентных бактерионосителей наблюдалось снижение общего ПМО биоценоза: 4,6 против 5,1 у неносителей, - что, вероятно, было связано с уменьшением количества основной и добавочной кокковой флоры, по сравнению с неносителями: p. Staphylococcus - КОС (ПМО 4,5 против 6,4), p.Micrococcus (ПМО 2,6 против 3,8), снижением на 30% количества представителей сем. Enterobacteriaceae и исчезновением ряда таксонов случайной микрофлоры (p.Neisseria). При сравнении количественного состава биоценозов транзиторных носителей детского возраста с неносителями выявлены менее выраженые различия. Также обнаружено снижение количества основной кокковой микрофлоры - КОС (ПМО 4,2 и 6,4), однако наблюдали рост высевае-мости штаммов p.Bacillus (ПМО 4,8 и 2,4) и появление новых таксонов - не-ферментирующих бактерий (ПМО 4,4).

опмо

Micrococcus 6,5

Дети

КОС

кпс

Corynebacterium

Streptococcus

Enterobacteriaceae

Bacillus Penicillum

а резидентные

. 1транзиторные

□ неносители

Micrococcus 6,5

Взрослые i

КПС

Corynebacterium Streptococcus

— Enterobacteriaceae

Bacillus Penicillum

iрезидентные

■ «транзиторные

□ неносители

Рисунок 2. Сравнительна количественная характеристика микробных биоценозов слизистой носа у носителей S.aureus и неносителей. Обозначения: • - Р<0.05 для различии с группой неносителей; по осям ординат - количество бактерий, LgTTMO.

В биоценозах резидентных бактерионосителе» среди взрослых лиц наблюдали значительные количественные изменения представленности разных таксонов. Так. имело место снижение ОПМО с 5.2 \ нсноситслсн до 3,3 у но-

сителей резидентного типа; среди основной микрофлоры - уменьшение количества представителей КОС (ПМО 3,7 против 4,8 у неносителей), среди добавочной - p.Micrococcus (ПМО 2,7 против 5,5) и р.Streptococcus (ПМО 1,8 против 5,6). В то же время у резидентных бактерионосителей наблюдалось увеличение количества представителей других таксонов добавочной микрофлоры -ceM.Enterobacteriaceae (ПМО 4,6 против 3,1) и появление НФБ (ПМО 4,5). У взрослых транзиторных бактерионосителей также наблюдалось снижение ПМО бактерий рода Streptococcus, но не было отмечено уменьшения численности бактерий рода Micrococcus. Вместе с тем, существенно снизилось количество выделяемых штаммов бактерий pp.Corynebacterium, Bacillus и сем. Enterobacteriaceae.

При анализе данных по частоте высеваемости разных таксонов со слизистой носа носителей разного типа и неносителей выявлены закономерности соответствующие динамике количественных изменений микробных биоценозов. Так у взрослых резидентных бактерионосителей, по сравнению с неносителями, имело место снижение частоты высеваемости основной кокковой микрофлоры: p.Staphylococcus (КОС) - на 18,4%, добавочной микрофлоры: р. Streptococcus - на 28,5% (р<0,05), ceM.Enterobacteriaceae - на 20,6% (р<0,05); в 13,7-15,4% высевалась случайная микрофлора (p.Candida, НФБ). У транзиторных носителей отмечалось существенное снижение частоты встречаемости КОС и коринебактерий (р<0,05). В биоценозах детей наиболее существенно (на 22,1%) снижалась частота выделения КОС при транзиторном бактерионосительстве (р<0,05), а при резидентном бактерионосительстве значительно повышалась частота выделения штаммов ceM.Enterobacteriaceae - до 45,0% обследуемых (р<0,05).

Стафилоценозы слизистой носа носителей отличались снижением частоты встречаемости S.epidermidis и других видов КОС, элиминацией отдельных видов стафилококка. В результате изменялась структура стафилоценоза: в биоценозах резидентных носителей у взрослых отмечался рост S.hominis, который выделялся также часто, как S.epidermidis (в 23,1%); у транзиторных носителей вид S.xylosus занимал в биоценозе равные позиции с S.epidermidis (16,7 и 12,5%, соответственно). У детей в биоценозах резидентных носителей S.epidermidis сохранял доминирующее положение несмотря на изменение частоты встречаемости, но у транзиторных носителей S.haemolyticus выделялся с той же частотой, что и S.epidermidis (19,3%). Таким образом, появление в эко-нише S.aureus сопровождалось вытеснением доминирующего вида

(S.epidermidis) и изменением соотношения видов КОС в биоценозах носителей различного типа.

Разнообразие биоценозов, особенности их структуры количественно могут быть оценены при использовании таких показателей как индекс Симпсона "D" (показатель таксономического разнообразия) и индекс "Е" (показатель равномерности распределения таксонов), представленными в таблице 1. У детей - носителей S.aureus регистрировалось снижение равномерности распределения таксонов Е: 0,42±0,04 против 0,74±0,07 у неносителей. У взрослых дис-биоз проявился снижением показателя таксономического разнообразия D у транзиторных бактерионосителей (1,2±0,02 против 1,6±0,06 у неносителей).

Таблица 1.

Характеристика таксономического разнообразия и равномерности рас-

пределения таксонов у носителей различного типа.

Группы обследуемых Количество видов в биоценозе Среднее значение D Среднее значение Е

Дети

Резидентные носители 3,8±0,3*' ** 1,50±0,13 0,42±0,04*

Транзигорные носители 2,7±0,2 1,44±0Д2 0.55±0,03*

Неносители 2,8±0,2 1,53±0,16 0,74±0,07

Взрослые

Резидентные носители 2,8±0,2 1,40±0,10** 0,59±0,09

Транзиторные носители 2,6±0,3 1,20±0,02* 0,58±0,09

Неносители 2,4±0,1 1,55±0,06 0,67±0,06

Примечание: D - индекс Симпсона; Е - показатель равномерности распределения таксонов; * - различия достоверны при сравнении с группой неносителей (р<0,05); ** - различия достоверны при сравнении группы резидентных носителей с группой транзиторных (р<0,05).

Для оценки направленности и силы межмикробных взаимосвязей в биоценозах носителей и неносителей S.aureus был использован индекс сопряженности Жаккарда (рисунок 3). Наиболее выраженные его значения установлены у неносителей между таксонами основной и добавочной групп: КОС, Micrococcus, Streptococcus, Corynebacterium. При анализе биоценозов резидентных и транзиторных носителей S.aureus обнаружена единственная пара таксонов, характеризующаяся высокой сопряженностью: S.aureus-KOC. Таким образом, межмикробные взаимоотношения, определяемые у носителей S.aureus, меняют свою направленность и силу по сравнению с неноситслями. Похожая инверсия межмикробных связей, выявлялась и при анализе взаимосвязей ме-

жду симбионтами ЖК'Г в норме и при дисбиозе (Несвижский Ю.В. с соавт., 1997).

кос Резидентные

Micrococcus sppn «S.epidermidis носители

.•'/i \ : \ 7v S.aureus

/ / : 4 : \ / 1

Penicillum spp.O . : \ : . , . J»S.aureus

i N : w 1

' •: Я V ,//

I i : 4 / \ / '

Bacillus spp.O, • i * y'j ' OStreptococcus spp.

\ : = I >' \ I '

4 j// st

Candida sppv ](,•' «Corynebacterium spp. О

Enterobacteriaceae

КОС Транзиторные

. носители

Micrococcus sppo^. / i n aS.epidermidis c _..„.,_

*• • v o.aureus

v. ч ..

t' t "4

•' I"

Penicillum spp.O / :4,

i /"'••

! 1

Bacillus spp.O : / / / '©Streptococcus spp.

i ' / :

Candida spp.O OCorynebacterium spp.

Enterobacteriaceae

КОС Неносители

___ S.aureus

Micrococcus spp.e*..7 . ^ ^»S.epidermidis

Penicillum spp.O t \ \ '"^Streptococcus spp.

Bacillus spp.O..| J у »Corynebacterium spp.

""-•..........М/

Candida spp.O "'OEnterobacteriaceae

Рисунок 3. Сопряженность таксонов, обитающих на слизистой носа, при различных тппах носительства S.aureus.

Обозначения: ..... слабая (коэффициент Жаккарда q<30.0), - - - умеренная

(30.0<q<50.0) и-выраженная (q>50.0) сопряженности таксонов.

Анализ выраженности персистентных свойств бактерий, входящих в биоценоз слизистой носовой полости носителей и неносителей, позволил выявить закономерности в разных возрастных группах. Различия касались как представителей основной, так и добавочной микрофлоры, что можно проследить на примере таких таксонов как КОС и эктеробактерии (рисунок 4).

Дети Взрослые □ неносители ^транзиторные ED резидентные

Дети Взрослые □ неносители ^транзиторные И резидентные_

Рисунок 4. Сравнительная характеристика выраженности AJIA и "AUA" у представителей основной и добавочной микрофлоры слизистой носа (на примере КОС и энтеробактерий).

ОПгплачешш: * - различи достоверны при сравнении с группой неносителей, - различия достоверны при сравнении групп с различным типом носитель-с:'0.05). По осям ординат - выраженность АЛА(мкг/м д) и АИА(у.е.).

Как v детей, так и у взрослых отмечался высокий перспстентный потенциал (АЛА, '"АИА") штаммов энтеробактерий, выделенных от носителей разного типа. Так у штаммов от взрослых резидентных носителей, по сравнению со штаммами от неносителей, была выявлена в 2 раза большая экспрессия АЛА (5,9 против 2,6 мкг/мл). У детей обнаружена наибольшая экспрессия АЛА энтеробактерий при транзиторном носительстве, по сравнению с неноси-те.тями (3.0 и 0.8 мкг/мл). "АИА" у штаммов от взрослых резидентных носителей по сравнению с неносителями была также существенно выше (2.0 против 0.8 у.е.). Указанные свойства у представителей основной микрофлоры (КОС) были, как правило, выражены в большей степени при носительстве S.aureus. Так. выраженность ''АИА" штаммов от резидентных носителей составила у детей - 1,4 у.е. против 0,7 у.е. для неносителей, у взрослых - 1.8 у.е. против 1,0-1,3 у.е. для неносителей и носителей транзиторного типа. Выраженность же АЛА штаммов КОС зависила не только от типа носительства. но и от возраста: от взрослых резидентных носителей выделялись штаммы с меньшей выраженностью признака, по сравнению со штаммами от неносителей (1.5 мкг/мл против 2.5 мкг/мл); в биоценозах носителей - детей, наоборот, выявлялись штаммы КОС. обладающие большей AJ1A (1,3 мкг/мл у резидентных носителей против 0,96 мкг/мл у неносителей).

В целом, полученные данные свидетельствуют о селективных преимуществах, получаемых представителями основной и добавочной микрофлоры в случае обладания ими "АИА" и АЛА, при формировании носительства S.aureus. Аналогичные закономерности выявлены и при сравнительном анализе частот встречаемости признаков персистенции у исследованных таксонов.

Изучение антииммуноглобулиновой активности бактерий, представителей биоценоза слизистой носа, вьивило повышение уровня АИгА у штаммов облигатной кокковой флоры от носителей транзиторного типа - 403 мг% (АИгА к IgG) и 256 мг% (АИгА к IgA). по сравнению с неносителями - 281 и 54 мг%, соответственно. Для представителей факультативной микрофлоры -энтеробактерий отмечалось повышение распространенности штаммов с АИгА к Ig G и lg М в группе резидентных носителей по сравнению с неносителями (100 и 79 %; 100 и 81 %). Указанные факты, а также известные из литературы сведения о положительной корреляции высокой АИгА стафилококковой флоры с резидентным носительством [Михайлова Е.А. с соавт.. 1990J свидетельствуют в пользу участия АИгА в формировании биоценоза слизистой носа.

Изучение бактериоциногенип в микробном биоценозе носителей

S.aureus и неносителей позволило заключить следующее (рисунок 5). Из биоценозов взрослых неносителей чаще выделялись штаммы КОС, обладающие бактериоциногенией (62,7%), по сравнению с биоценозами резидентных носителей (24,3%). В то же время, отмечался более высокий уровень бактериоци-ногении у штаммов S.aureus от резидентных носителей, по сравнению с тран-зиторными (81,3 против 47,8%).

100 80 60 40 20 0

КПС (S.aureus)

неносители транзиторные резидентные

□ Дети

Взрослые

неносители транзиторные резидентные

□ Дети

в Взрослые

/

Рисунок 5. Сравнительная характеристика бактериоциногенных свойств отдельных таксонов в биоценозах носителей различного типа и поносителей S.aureus.

Обозначения: По осям ординат - частоты встречаемости, %. * - Р<0.05 для различий между группами носителей и неносителей. ** - Р<0.05 для различий ;>»ежду группами носителей резидентного и транзиторного типов.

Кроме того, отмечался более высокий уровень бактериоциногении у штаммов стафилококков выделенных от взрослых, (КОС - от неносителей, S.aureus - от резидентных носителей) по сравнению со штаммами, выделенными от детей. Эти данные демонстрируют более выраженную селекцию ба:<-териоциногенных штаммов КОС неносителей и S.aureus резидентных носителей у взрослых, чем у детей.

В микробном биоценозе резидентных носителей и неноситслей штаммы КОС характеризовались более выраженным антагонизмом к M.luteus, по сравнению со штаммами от транзиторных носителей (18,5-30,5 и 9,4% - в биоценозах детей; 73,8-68,4 и 28,6% - в биоценозах взрослых; р<0,05). В биоценозах взрослых более активно проявляли данное свойство штаммы КПС и энтеробакгерий от резидентных носителей по сравнению со штаммами от транзиторных (90,6 и 69,4%; 100 и 50% соответственно; р<0,05). Кроме того, в биоценозах резидентных бактерионосителей была выявлена высокая распространенность межвидового антагонизма энтеробакгерий в отношении остальных симбионтов микрофлоры слизистой носа (в 100%) случаев). В биоценозе неносителей наибольшей антагонистической активностью, по сравнению с носителями, характеризовались бактерии рода Micrococcus (100% случаев и 50,0-66,7%); р<0,05) и Coiynebacterium (50% случаев; у носителей активные штаммы не вьивлялись).

Было обнаружено, что штаммы разных таксонов, выделяемые от взрослых, по сравнению с детьми, характеризовались большей частотой и экспрессией выявляемых биологических показателей - как признаков персистенции, так и антагонистической активности (рисунки 4,5).

Учитывая преобладание в биоценозах носовой полости стафилококковой флоры с целью, выявления взаимосвязи количественной представленности, персистентных, антагониспгческих и вирулентных свойств преобладающего (доминирующего) штамма и второго по количественной представленности (субдоминирующего) штамма стафилококка была использована стандартная процедура редуцирования матрицы данных в факторном анализе .

Результаты факторного анализа позволили сделать вывод о значимости персистентных, антагонистических и вирулентных свойств штаммов КОС и S.aureus в обеспечении их возможности доминирования в биоценозах как носителей S.aureus, так и неносителей.

Рисунок 6. Структура объединений признаков доминирующего и субдо-мшшрующего штаммов при резидентном бактерионосительстве S. aureus.

Обозначения: ПМО - Ь§(КОЕ/тампон) соответствующего штамма; АСХ, AML - антагонизм в отношении С.xerosis и M.luteus; БЦГ- бактериоциноген-ность; БЦЧ - бактериоциночувствительность; ГЛа и FJIß - продукция альфа- и бета-гемолизинов. Признаки, указанные с индексом "Г' относятся к доминирующим штаммам S.aureus, "2" - к субдоминирующим штаммам стафилококков. По оси ординат - квадраты факторных нагрузок признаков.

Были выявлены 3 значимые ассоциации признаков: факторы Ф1, Ф2 и ФЗ (рисунок 6). Например, в биоценозе резидентных бактерионосителей фактор 1 значимо (факторные нагрузки >0.4) объединял три признака доминирующего штамма (ПМО, АСХ, БЦГ) и два признака субдоминирующего штамма (ПМО, БЦГ). Фактор 2 объединял два признака доминирующего штамма (АИА и ГЛа) и два признака субдоминирующего штамма (БЦГ, ГЛР). Фактор 3 характеризовался объединением двух признаков доминирующего штамма (AML и БЦГ) и трех признаков субдоминирующего штамма (ПМО, АЛА, БЦГ).

Объединение в одну группу показателей количественной представленности и наличия или выраженности биологических свойств штаммов доминирующего вида стафилоценоза и штаммов субдоминангов позволило сделать вывод о симбиотических взаимоотношениях представителей стафилоценоза при занятии ими данного биотопа. В ряде работ уже отмечалась закономерность, характерная для индигенных таксонов биоценозов - симбиоз нескольких

родственных видов, именуемый таксоценом (Хлебович В.В.. 1993). Можно предположить, что в результате такого сосуществования видов выработались механизмы взаимной адаптации к условиям экониши. Аналогичные по структуре ассоциации признаков выявлялись для биоценозов других групп обследуемых - носителей транзиторного типа и лиц, свободных от носительства, что подтверждает стабильность отмеченной закономерности - формирование сим-биотических связей между штаммами стафилоценоза при занятии данного биотопа организма человека.

Суммируя данные по персистентным и антагонистическим свойствам микрофлоры слизистой носа у стафилококковых бактерионосителей разного типа, а также здоровых лиц, можно заключить следующее. Имеются определенные отличия биоваров отдельных таксонов основной и добавочной микрофлоры носа у носителей и неносителей S.aureus (таблица 2).

Таблица 2.

Сравнительная характеристика персистентных и антагонистических

свойств микрофлоры слизистой носа у носителей S.aureus и неносителей.

Таксоны Признаки, наиболее характерные для таксонов

неносителей носителей

транзиторных резидентных

КОС АЛА, БЦГ, МВА АИгА (к IgG,A) АИА

Micrococcus spp. МВА - АЛА

Corvnebacterium spp. АЛА,АИА,МВА - -

Enterobacteriaceae - АЛА, АИА АЛА,АИА,МВА

Bacillus spp. АЛА,МВА - АИА,МВА

НФБ - АЛА -

КПС - МВА БЦГ, МВА

Примечания: БЦГ - бактериоциногения; МВА - межвидовой антагонизм.

У неносителей облигатная и добавочная микрофлора носа в наибольшей степени характеризовалась АЛА, бактериоциногенией и межвидовым антагонизмом (КОС, микрококки, коринебактерии, бациллы). Для других таксонов добавочной и случайной микрофлоры, не являлось характерным наличие высоких персистентных и антагонистических свойств. Сочетание факторов пер-систенции и антагонизма у представителей индигенной и отдельных таксонов добавочной микрофлоры в норме, очевидно, определяло стабильность нормо-ценоза.

У штаммов облигатной и добавочной микрофлоры резидентных носи-

телей (КОС, микрококки, коринебактерии) отмечалось снижение бактериоци-ногенных свойств и межвидового антагонизма. Данными свойствами в биоценозах носителей, особенно резидентного типа, характеризовались штаммы КПС, а также такие представители добавочной микрофлоры, как энтеробакте-рии и бациллы. Вероятно, наличие в биоценозе резидентных носителей штаммов КОС, энтеробактерий, НФБ и бацилл с АИА, либо с сочетанием АИА+АЛА (энтеробактерии), способствует закреплению состояния носитель-ства S.aureus, а также развитию дисбиоза. Аналогичная ситуация складывается, по всей видимости, и при дисбактериозе кишечника [Бухарин О.В., Валы-шев A.B., 1989]. Явление дисбиоза имело место и у транзиторных бактерионосителей. Этому сопутствовало обнаружение высокой АИгА к Ig G и А у штаммов КОС, высокой АЛА и АИА у энтеробактерий, АЛА у неферменти-рующих бактерий. Межвидовой антагонизм не был выявлен у штаммов основной нормальной микрофлоры (КО(£), но был характерен для штаммов КПС, выделенных от транзиторных носителей.

Регистрируемые у носителей, по сравнению с неноентелями, дисбио-тические - количественные и качественные (по персистентному и антагонистическому потенциалу), изменения свойств бактерий-симбионтов основной, добавочной и случайной микрофлоры можно использовать для прогнозирования формирорания резидентного стафилококкового бактерионосительства.

Полученные данные послужили теоретической предпосылкой для разработки способа подбора оптимальных доз антисептика - электролизного водного раствора пшохлорита натрия, впервые используемого с целью санации резидентных носителей S. aureus. Эффективные суббактериостатические дозы препарата (1,9-1,7 мг/л) были подобраны по подавлению "антиинтерферо-новой" активности патогена. В результате проведенной санации данным препаратом в отобранных дозах 64 резидентных носителей был выявлен положительный эффект у 87,5% санируемых: наблюдалось снижение ПМО S.aureus до уровня транзиторного носительства - 1000 КОЕ/тампон; регистрировалось снижение частоты встречаемости вирулентных и персистентных штаммов S.aureus - с гемолитической активностью в 1,5 раза, с лецитиназной в 1,2 раза, с "антиинтерфероновой" в 3 раза. После проведенной санации не было отмечено существенных изменений в составе нормальной микрофлоры биоценоза слизистой носовой полости, следовательно, можно оценить данный метод санации как эффективный, и соответствующий микроэкологическим требова-1:1.' . •.

ВЫВОДЫ

1. Нормальная микрофлора слизистой оболочки носа у взрослых и детей 1012 лет дифференцируется по количественным и качественным критериям на основную, добавочную и случайную группы. У детей основная нормальная микрофлора представлена только КОС, а у взрослых дополнительно коринебактериями.

2. Биоценоз слизистой носа у носителей S.aureus, независимо от возраста, отличается от неносителей меньшими значениями ОПМО и ПМО основной кокковой микрофлоры, малым видовым разнообразием, менее равномерным распределением видов, ослаблением и инверсией межмикробных связей.

3. В процессе формирования стафилококкового бактерионосительства у детей отмечаются изменения в структуре биоценоза - рост высеваемости бацилл и подавление таксонов нормофлоры: КОС, микрококка, энтеро-бактерий, что проявляется в снижении их количественной представленности и изменении частоты встречаемости.

4. Дисбиотические изменения микрофлоры носовой полости у взрослых при носительстве S.aureus проявляются в увелггчении количественной представленности энтеробактерий и подавлении таксонов нормофлоры: КОС, микрококка, стрептококка, коринебактерий, бацилл.

5. В биоценозах носителей S.aureus отмечается изменение структуры стафи-лоценоза: снижение числа видов КОС; доминирование, наряду с S.epidermidis, других видов КОС - S.hominis, S.xylosus и S.haemolyticus.

6. Количественная представленность доминирующих видов стафилоценоза в микрофлоре носовой полости зависит от наличия и выраженности перси-стенгных, антагонистических и вирулентных свойств штаммов; отмечается симбиотическое взаимодействие представителей стафилоценоза при занятии этого биотопа организма человека.

7. В норме основная микрофлора носа (КОС, коринебактерии) в наибольшей степени характеризовалась бактериоциногенией, межвидовым антагонизмом и наличием АЛА. У резидентных стафилококковых бактерионосителей бакгериоциногения и межвидовой антагонизм были характерны для штаммов КПС и добавочной микрофлоры (энтеробактерии, бациллы) при одновременном проявлении "АИА" и АЛА.

8. Характер изменений персистентных и антагонистических свойств микрофлоры носа у взрослых и детей в целом был однотипен при развитии

стафилококкового носительства. однако частота и экспрессия признаков были наиболее выражены в микрофлоре взрослого контингента.

9. Разработан способ санации резидентных стафилококковых бактерионосителей с помощью препарата электролизного водного раствора гипохлори-та натрия, который в подобранных концентрациях подавляет персистен-цию патогена при сохранении нормальной микрофлоры слизистой оболочки носа.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Экспериментально-лабораторные исследования действия препарата ЭДО на патогенную флору в офтальмологии. Материалы XII итоговой конференции молодых ученых "Молодые ученые - здравоохранению",- Оренбург, 1994,- С. 11-12 (соавт.: А.Е. Апрелев).

2. Особенности стафилококкового бактерионосительства и заболеваемости у школьников Оренбургской области. Материалы 60-й научной конференции студентов и молодых ученых Башкирского государственного медицинского института. Часть I; Уфа, 1995,- С.25-26 (соавт. И.И. Гербич, A.B. Некрасова).

3. Характеристика стафилококкового бактерионосительства и заболеваемости среди школьников районов Оренбургской области. Тезисы докладолв XIII конференции "Молодые ученые - здравоохранению".-Оренбург,1995.-С.97-99 (соавт. И.И.Гербич, А.В.Некрасова).

4. Сравнительная характеристика микробного биоценоза у носителей S.aureus и лиц свободных от носительства. Тезисы докладов региональной конференции молодых ученых Урала и Поволжья, посвященной 250-летию Оренбургской губернии и 60-летию образования Оренбургской области,- Оренбург,- 1994,- т. 1.- С.202 - 203.

5. Особенности формирования стафилококкового пейзажа слизистой носа у бактерионосителей разных типов.//Журн.микробиол.- 1994,- Приложе-ние.-С.48-51 (соавт. Б.Я.Усвяцов, О.Л.Чернова, И.И.Гербич, С.Б.Матюшина).

6. Подавляющее действие магнито-лазерного луча и электролизного раствора гипохлорита натрия на факторы персистенции возбудителя. //Журн.микробиол.-1997.-№4.-С.102-105 (соавт. Б.Я.Усвяцов, А.И. Ки-рилличев, Л.Г.Воронина, Н.В.Шеенков, А.Е. Апрелев, А.И.Шульга).