Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Прототрофные мутанты чумного микроба и их возможная роль в поддержании очаговости

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Прототрофные мутанты чумного микроба и их возможная роль в поддержании очаговости"

министерство ЗДРАВООХРАНЕНИЯ

азербайджанской республики

азербайджанский государственный медицинский университет имени Н. НАРИМАНОВА

На правах рукописи

СЕИДОВ АГИЛЬ ИДРИС оглы

УДК: 616.981. 452 — 03621. 576. 851.45

ПРОТОТРОФНЫЕ МУТАНТЫ ЧУМНОГО МИКРОБА И ИХ ВОЗМОЖНАЯ РОЛЬ В ПОДДЕРЖАНИИ ОЧАГОВОСТИ

03.00.07 — Микробиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Баку —

1993

"р Г) с г! 1

госудл:^'...

БИБЛИОТЕКА

Работа выполнена на базе Ставропольского научно-исследовательского противочумного института и Противочумной станции Минздрава Азербайджанской Республики.

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор М. Н. АЛИЕВ,

доктор медицинских наук, ст. научный сотрудник М. А. ШАШАЕВ.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор А. С. САМЕДОВ,

¿сктор медицинских наук, профессор Ф. Э. САДЫХОВА.

Ведущая организация: Научно- исследовательский противочумный институт Ростов-на-Дону.

Защита состоится «.. .» г. в^^^^асов

на заседании специализированного совета Д. 076.01.03 при Азербайджанском медицинском университете им. Н. Нариманова по адресу: 370022, г. Баку, ул. Бакиханова, 23.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Азербайджанского медицинского университета им. Н. Нариманова.

Автореферат разослан 1993 г.

Ученый секретарь /'/// (

специализированного совета, / I М у )

канд. медицинских наук, доцент гЧ^! А- А- КАДЫРОВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАБОТЫ '

Актуальность темя. Возникнув а глубокой древности дочело-веческой эпохи, природная очаговость чумы до сего времени присуща огромным пространствам гор и пустынь земного шара, где источниками чумного микроба являются многие грызуна. По данным некоторых сводок, зола природной очаговости чумы охватывает около трети'ЕсеЙ суши земного аара, яла половину наиболее засаленной территории.

Общее значение географической среды е укоренении очагов чумы было давно осознанно отечественной наукой; имеющиеся данные убедительно доказывают, что географические идеи пронизывают в настоящее время воззрения всех передовых исследоввтелеЛ чумы. .

У.А.!«1амед-заде и другими (1960) впервые была высказана мысль о некоторых чертах историко-геогрэ^ической общюсти нриродных очагов чумы на территории'Передней Азии, а также известной автономности, самостоятельности их.

Представление об общности природного очага чумы в Азербайджане очага/ли этой болезни на территории Передней Азии сложились не просто за счет заимствования выводов Зизико-гео-графов, много сделавших для общей характеристика этол обгарной зоны, но и на основании конкретных особенностей эпизоотологии чумы. ,

. Одним на участков с наиболее постоянными проявлениями эпизоотии чумы является территория республик Закавказья.

Установленная в 1953 году очаговая территория, с-регистрации эпизоотии чумы на Апшеронском полуострове, занимает значительную часть низменного и предгорного Азербайджана.

Течение эпизоотии на отдельных участках равнинной чнсти республики, несмотря на их разобщенность, характеризовалось целим рядом сходных черт. Так, везде были в основном одни и те же носители и переносчики; изолированные- щгаммы возбудителя инфекции были идентичны; на разных участках (мезооча-гах) эпизоотии протекали синхронно, -особенно ярко это сказалось в 1955 и 1965 гг.. .Все это свидетельствует о единстве природного очага в равнинной части Закавказья. В сеязи с этим рав-ниняо-лредгоряый очаг Восточного Закавказья считается отдельным автономным природным очагом чума со своим основным носи' телем и набором видов переносчиков.

Хотя все 4 вида песчанон, обитающих в Азербайджане, оказались высокочувствительными к возбудителю чумы местного происхождения, основным носителем чумаого микроба признана лишь краснохвостая песчанка.

Хотя в пределах Нахичевааскэй республики в 1967-1971 гг. зарегистрирована эпизоотия чумы среди обитающих только там песчанок Виноградарства, из песчаночьих очагов чумы стойким является лишь очаг равнинно-предгорный.

Со времени установления этого очага чумы изучению его • особенностей посвящено большое количество исследований. В частности, изучены: яруг носителей переносчиков возбудителя; особенности выделяемых штаммов чумного микроба; выявлена ин-

фекционная чувствительность обитающих на очаговой террито- ■ рии грызунов; изучена активность передачи возбудителя блохами - массовыми паразитами грызунов этой зоны; установлена периодичность проявления эпизоотии чумы и условия, при которых они развиваются; высказан ряд гипотез о механизме эпи-зоотичности чумы в пределах равнинно-предгорного очага Восточного Закавказья.

Несмотря на, казалось бы, всестороннее изучение этого ^рдения, самым слабым разделом является вопрос о механизме сохранения возбудителя в так называемые, "мехэпизоотические периоды", которые бывают достаточно продолжительными.

Следовательно, -любая райота, преследующая цель осветить' механизм сохранения возбудителя в межэпизоотические годы, считается актуальной и должна внести определенный вклад в науку о чуме.

В этой связи лредставляат несомненный интерес изучение возможной роли прототро^ных вариантов чумного микроба в обеспечении беспрерывного существования возбудителя- в пределах очаговой территории. Изучение данного вопроса и явилось основной целью наших исследований

Были поставлены следующие задачи:

- селекция прототро^яых .мутантов из "диких" а музейных штаммов чумного микроба ц изучение их свойств;

- наясченле стабильности признака прототрофносги при многократных Пзссаг.ах чепе в оманлг», плтагвльияе среды и

ч:'Г-сн ¡гтгльлач здгот 1их;

-6- изучение особенностей течения экспериментальной чумы, вызванной прототрсфтл мутантом возбудителя у белых милей и краснохвостых песчанок;

- выявление характера бактериемии у краснохвостых песчанок при заражения их протогро$ны;«га клетками чумного микроба и возможности траномиссивной передачи возбудителя;

- определение возможной роли прототрофных мутантов Еозбудителя е поддержании очаговости чумы. . /

Ла.уччая новизна. Впервые- в пределах Закавказья получены протоярофгше аутаятк местных ата&юв .Чумного микроба.

Доказана закрепленность прототроДности за селекцконк-ообпнним мутантом. ■

Воспроизведена экспериментальная чума у-краснохвостых песчанок путем введения им прототрофных микробов.

доказала зозиожаосяь заражения большого количества блох на зярзкешиу. песчанках.

Доказан ¿акт размножения п рот от ровных клеток чумного микооба в почве. * (

Пгактячвскяя знлччмость. Полученные данные диктуют необходимость даборатооияа, ведущая' надзор на очаговых тсогкториях, обратить вшшапие на целесообразность бактериологического обследования подстилок гнезда краснохвостых песчанок, особенно во время продолжительного межэпизоотического периода, в ластах бзвэих интенсивных эпазоотзй. Ьыяс-яавре этого ьопроса позволит -практическим органам здраво-ох!;"й5и?.я об-ьоктагдо а целенаправленно пяэнзровать я яро-

- 7 -

водить комплекса прс^илактических мероприятий.

Осношше положения. выносимые на заклту:

- возможность сел'экции прототрофаих мутантов из диких атаимов;

- стабильность признака прототро±лости чумного микроба?

- иагогенность лроготрофных клеток для лабораторных и диких животных ;

- возможность заражения песчанок яри контакте с загрязненной протстрочными клетками чумного микроба почвой;

- характер бактераешш у пеочанок при заражении прото-TpoiHUMii клетками и возможность заражения на них блох.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в .4-х работах.

Объем и структура работы. Дассертацая изложена на ПО страницах машинописного текста, состоят аз введения, четырех глав, заключения, выводов. Иллюстрирована 15 таблицами, 5 рисунками. Библиография содернит 125 работ.

Содержание работы.1

Изучение кулыуралъко-морфологлческлх, ферментативных, антигенных и других свойств атаммов чумного микроба как исходного, так и прототро^ного вариантов проводилось нами в полном соответствии- с наставлением по изучении свежевыделзн--ных атаммов возбудителя чумы (Алма-ата, 1972).

Прототро£ные клетки, имеющиеся в популяциях микробов, селекционировались с помощью "минимальной среды "А" ¿едер-берга с. добавлением сульфата натрия. Параллельно посевы

■ - Б -

определенного количества микробных клеток производились и на обычные питательные среда, применяемые в диагностике чумы. •

При идентификации калонги как исходных г так и прото-тройных клеток были применена все бактерийные и диагностические препараты^ используемые в практике противочумных уч~ разделил бывшего Советского Союза,

Для изучения вирулентных свойств дрототрофных мутантов возбудителя были использованы белые ыыши и краснохаоотые песчанки. Последние отлавливались на свободных от эпизоотла участках территория равнинного Азербайджана и лишь после выдерживания и контрольного серологического обследования ■ с обязательным отрицательным результатом Оыяд использованы в опытах. • '

В сбяее о тем, что в период проведения наших исследований в очагах чумы песчаночьего типа отмечен продоллительный межзоизоогяческий период,- не Сило возможности изучения -свежевыделенных культур чумного микроба. •.

¿стастЕвнно, вся работа по определению наличия прото-тройных клеток в популяциях микробов была проведена штаммами чумного микроба, хранящихся в музее живых культур станции от 6 до ЗЭ лег.

Научение всех, ^оадер-шадхся в музее ¡дтйамов чумного микроба показало, что проготрофаые клетки имеются в.популяциях 382 из них. Многократные дассаш через питательные среды свидетельствовали о закрепленности свойства дрстотроф-

- 9-

воста за' изолированными мутантами.

Но при паосаае через организм краснохзостых .песчанок у больлянства штаммов появилд о ь''клетка, реверсировавшиеся в исходную Форм?, При этом в популяциях в цехом реверсированных культур имелось достаточное количество прототрофных клеток.'

Все жльотные, яа!которых.допытывались прототрофкые мутанты, погябали с картиной острой чумы и на посевах аз всех органов л тканей бал отпечен облльнай' рост чумных палочек.

Всего был исследован 21 штамм чумного микроба на нали-чио прототро^чых клеток. Из них бало получено 8 арототро®-нах мутантов, что составило приблизительно 33/1> всех исслз-Д0БЗЯЙЫХ культур. "

Изучали® ароготрофиах мутантов проводилось а сравнении • с их исходныия вариантами. ;

Прототро£н'ыа клетки отличались быстрым темпом роста на обычных питательных средах и ранним ¿ормированизм колоний. Обычно колонн:! эглх культур была очень кр.ушн.мй, без выраженной круаевной каемки. Они были густо пигмеатаоовааныма а крупнозернистыми. Эта особенности сохранялась также в последу ваих генерациях. По сравнению с исходными атамаама, старение этах культур происходило быстрее.'

Прд росте на агаре "А" + сульфит натрия у ярототрофных мутантов наблюдался значительный полк юр^лзы развивающихся колоний (разлачные по величине, ¿явности, окраске).

- 10, -

В мировой литература данных о яигментообразовании яташажг чумного микроба мы не встрзчзлн.

Ъьш изучены все лрототро*ные мутанты чумного микроба/ в потребности в ионах кальция.

Как показали результаты опытов прототро^ные мутанты в сслоелои были зависимы от ионов кальция, 'что характерно и для исходных штаммов. Зтот признак был устойчивым; хотя при

исследовании через год несколько увеличивалось количество

/

Сз-зависимых. ,

Бали изучены биологические с:зо2с«а ..йротогрофных мутантов чуаного микроба; отноаение и диагностическим бактериофагом, антибиотикам, пестащшогенность и пестициночувстЕптель-кооть, а гакае степень их вирулентности по отношению к лабораторном /.шотным и диким грызунам, главным образом, красно-хвостым песчанкам.

По Есеа изучаамвм признакам исходные культуры и их про-тотрофнке ¿1утЕ;-1ТЫ о'кяеаадсь идентичными. Все прототрофнне .мутанты, кек и исходные штамма, биди'пестицакогенннлш и не-чу10тгительными к пестацйну, обладала ¿ибринолятической и плбамокоагулируоцаЗ активностью.

Результате опытов показали, что введение дане 10 м.к., как исходного, так и йрототро*ного вариантов чумного микроба приводят к гибегш всех, взятых в опут, 6еянх мажей.

В отдачае от белах мыаей краснохвостые, песчанки не оказались столь чуя стильны;.« к микробам всото?ро>янх культур, хотя к было введено несравненно £ольмо дозы.

С учетом того, что дереливавдиа в подстилке гнезда песчанод прототро|ные клетки чумного микроба могут попасть в организм грызуна с пищей и воздухом, была поставлена цель изучить реакцию краснохвостях песчанок на введение микробов чумы.

£ля энтеральяого заражения песчанок была взята относительно большая доза возбудителя. Несмотря на это пало от чумы около 1/7 взятых в опыт животных. Заслуживав! внимания то, что эатерадьное Евэдеапе прототоофных вариантов испытуемых культур называло заболевание у большего количества зверьков. ¿'ш4-ешия у всех :.ше'откых протекала з остроД гэне-рализироваянод £оо.ме. Результаты наших исследовании дозволяют допуокать возможность заражения гщвотных при попадания возбудителя через рот. ■

Характеризуя з.целом вирулентность г. вообще, биологические особенности прототро.т.ных мутантов чуаяого микроба следует сшегиль, что заметных отллчий между капа и исходными культурами мы не сбязрукала. Следокагамао, снижение питательной потребности япкроба на $халоч ¡Ш их вирулентность.

'Более чем 4-х лзишз яаблидэгш за йаолирозанными нага лрототрс&аамн гигантами свадеяедьсгвуит о закрепленности этого свойства эа йбпуляакями микробов,

ирл многократных пассатах чзрзз организм краснохвос-тах песчанок « ьсясгных носителе! возбудителя в равнинно-предгорном очагё чум Восточного Зар -.гнезья, доля реверси-

рованяых колоний заметно узеличитается. Но дахе 5-ти кратные пассахи не обеспечили полный возврат масса прототрофных клеток е исходную ауксотрофную ¿орму.

При изучении размножения прототрофных мутантов чумного кялрсба в сторильноЛ почве установлено, что пра 2&°С раз-множенке чумного микроба а его' прототрофных .мутантов наблюдается на третьи сутки в пробирках, где питательной средой является раствор почла на физиологическом растворе, А в растворе почва на дисткллнрованаоЯ воде размножение исходных клеток наблэдаегся в течение 3-10 езток,,-8Грототро.];<ш. мутантов в течение 2-5 суток, т.е. последние рэзмноааются-. • .

*

.несколько быстрзе, чем дакло втачмы чумного микроба..

Как известно, микробы чумы & организме чувствительных- ■ грызунов почта не претерпевают сукесмеяаых даиенешв, а . поъедоаие их приблизительно одинаково; введение даже небольшого количества вирулентных .микробов вызывает заболевание

» ,

и гибель зверьков. ,

Однако тот факт, что высокочувствительные краснохвос-тые песчанки явдяятся -основными носителями чумного микроба . в равнинном Восточном Закавказье, заставил обратить особое внимание на способность микробов распространяться в их организме при введении разных доз, размножаться в органах а тканях. Следовательно, выявить закономерность развития инфекционного процесса в продолжительность отдельна* периодов в разЕлтлп заболеванля, а такле характер бактериемии у зверь-«оъ пг/Ц заражении их штаккайи чумного .микроба различного

- 13 -

_ дроисховдзиия. ' ■

С целью изучения бактериемии у краслохвостых песчанок пра заражении кг. микробами протогро&юго мутанта чудного шкроба была'взяты две группа зварькоз, отловленные на благополучной по чуне территории. Она балл разбиты на 5 групп по 6 зверьков в каждой. Группа животных были заражены I, 2, 4, 8, 16 .микробными клетками (ы.к.) исходного и ирототро*-ного мутанта возбудителя чумы (штамм .'5 371). Этот Етамм был изолирован от отловленной в с'тепя Дяелрэнчэль красяохвосто.1 песчанки 23 июня 1936г. Линиаальная смертельная доза его была равна I и.к., абсолютно смертельная доза - 100 м.'к. Вирулентность прототро«яого мутанта этого зтамма была почти на уровне исходного итамма.

Такие зараазювде дозы наш были отобраны для того, чтобы мохно было проследить особенности развивающейся бактериемии. При заражении большими дозами ин-хекциошШ процесс у всех краснохвостых песчанок развивается бурно л очень быстро приводит к гибели зверьков'на 2-3 сутки. Всего бактериемия изучалась на 60 краснохвостых песчанках. Посевы крови производили -каждые 8 часов вплоть до гибели зверька.

В группе песчанок, • зараженных исходным штаммом чу.чно-го микроба, интенсивная бактериемия быда зарегистрирована у 19 из 30 зверьков в опыта. Ранняя бактериемия была отмечена через 56 часов после зараазния, поздняя через дБ часов. Продолжительность интенсивной бактериемии колебалась в пределах 8-32 часов.

У зверьков, зараиэнных дроготрс^иымя клетками того кв возбудителя, интенсивная бактериемия была зарегистрирована только у 3-ти, а бактериемия у 10-ти из 30-ти зараженных. Ранняя бактериемия была отмечена через 88 часов, поздняя -через 112 часов пооло зараиошш лвочанок,

В обеих группах зверьков бактериемия развивалась независимо от вводимой дозы. Но у всех погибших жиеотных была • отмечена картала острой септической чумы.

Сохранение у дрототро$ных мутантов высокой степени вирулентности, развитие у зараженных ими диких грызунов интенсивной и длительной бактериемии-могут обеспечивать заражение больдого количества блох с последующе! передачей ин^ек-вдоааого начала другим зшв'отным, и тем самым обеспечить развитие- эпизоотии среда основных носителей.

На яаш взгляд, подобная ситуация имела место в пределам Закавказского высокогорного очага 1362-1265 гг.

Культуры чумного -микроба, изолируемые в этот период, отличались уокорзннш темпом размножения микроба и Формирования колоний, По шта.тельным потребностям они была бляхе к возбудителю ложного туберкулеза грызуаов, неаели к чумному ыикробу..

Изменения свойств возбудителя в последующем (начиная с 1Эс6г.) в сторону повыоения питательных потребностей-возбудителя, поскольку для нормального роста и формирования полонии возбудителя требовалось добавление к средам крова витамина В или Тионкна, можно предполагать, что I¿62-1^5 гг.

- 15 -

была кратковременным явлением в жизни очага.

Сказанное наводят на мысль, о том, что обеспечение стойкости природного очага чумы требует не только колебание вирулентности, возбудителя, как это предполагает М.Н. Алиев, но и такке периодическое понижение питательных по-• требностей цирку лиру емого возбудителя.

Выводы

1. В популяциях 38,? .музейных' ста/иов возбудителя чумы содержатся клетки о -пониненными питательными яотрэбностяма.

2. При полном .сходстве их культурно-морфологических свойств с типичным чумным микробом, они отличаются большим количеством клеток, способных образовывать пигмент.

3. Ярототрофаые мутанты чумного микроба -отличались ферментативными свойствами от исходных.

4. Лрототрофние мутанты сохраняют высокую.степень вирулентности исходных атамаоЕ возбудителя чумы по отаоаваив к лабораторным л дикя.ч животным.

5. У зарзяеянах прототро;ныл1а клетками нраснохвоотых песчанок разлагается кзртана остроь септической чумы с ¿ы-ра^зндой лнтенспЕной бактериемией, достаточной для обеспечения заражения больаого нолдчества надпвлдхся блох. То есть, гарантируется трансмиссивная передача возбудителя.

С. Допускается отаосйтельао длительное сохранение лро-тстсо,л:!х .-снеток возбудителя чу..\< * почве гнезд л ходов нор гг-'.з..'лег.

-16 -1

7. ¿.абораториям, ведуцим эдизоотологическое обследование на очаговых территориях, необходимо вести бактериологическое обследование подстилок гнезд грызунов, и особенно, во воемя продолжительных мелэпизоотлческих пеонодах,

с'

главны.« образом, в местах бнЕдкх интенсивных и лояльных эпизоотии, '

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. некоторые аспекты изучения экологии чумного микроба во ьнепнен среде С с соавт. ш.А.и.иаазвым,- С.В.Лпкульши-НЫМ )// Ставрополь, 1290г.

2. ПрототроХаые лпвмы чумного микроба как модель для изучения проблемы телдургкческой чукы// Вопроса эпидемиологии, гигиены и профзаболеваний (научные труды). 1991, £зку. у '

3. К вопросу о сохранении микроба чумы в природных • очагах в ыежэпаэоотцческио периоды (а соэвт. А.Кслэмовым)

I

// Вопросы эпидемиологии, гигиены и профзаболеваний (научные труды), 1931, Баку.

4. Возможная роль прототро^ных мутантов чумного,макроса е природное очаговости// Современные аспекты профилактика зоонозяых ¡аЦеюи;: (тездсы докладов научной ксн^эренщш), Ставрополь, иа1г.