Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Роль факторов персистенции стафилококков при бактерионосительстве

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Роль факторов персистенции стафилококков при бактерионосительстве"

— <■"«, ' • , , , ,. - -

> на правах рукописи

Матюшина Светлана Борисовна

РОЛЬ ФАКТОРОВ ПЕРСИСТЕНЦИИ СТАФИЛОКОККОВ ПРИ БАКТЕРИОНОСИТЕЛЬСТВЕ

03.00.07 - микробиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Оренбург -1996

Работа выполнена в Оренбургском отделе персистенции микроорганизмов ИЭиГМ УрО РАН

Научный руководитель:

заслуженный деятель науки РФ, академик РАЕН профессор О.В.Бухарин

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Б.А.Фролов доктор медицинских наук, профессор З.Г.Габидуллин

Ведущее учреждение:

Челябинская государственная медицинская академия

Защита состоится " .. " ноября 1996г. в 12 часов наз седании Диссертационного Совета К 084.51.02 в Оренбургской г< сударственной медицинской академии по адресу: 460014, г.Оренбур: ул.СоветскаяД

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ора бургской медицинской академии.

Автореферат разослан " . . " октября 1996г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета, кандидат медицинских наук, доцент

Ю.П.Семче!

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Бактерионосительство - одна из распространи форм функционирования биологической системы "паразит-хозяин";

Для бактерионосительства характерна взаимная адаптация паразита и [ина с целью симбиоза и возможной персистенции патогена. При этом исходит перестройка механизмов защиты хозяина с формированием его унокомпрометированного статуса, с одной стороны (Бухарин О.В. 1992), а угой - селекция биоваров носительских штаммов с комплексом факторов энизации, патогенности и персистенции (Т. \Vadstrom, 1995).

Понимая под персистенцией длительное переживание возбудителя в ор-«ме хозяина, следует отметить бесспорную биологическую целесообраз-гь для патогена удерживаться в экологической нише (О.В.Бухарин, 1990).

Влияние факторов внешней среды модифицирует не только защитные >1 организма, но и изменяет свойства микроорганизма. Однако, если в на-[щее время достаточно хорошо изучено иммуномодулирующее действие иней среды на организм хозяина (8.КиЬо,1969; В.В.Булгаков, М.А.Пи-:кая, 1974; О.ВаШш а а1., 1982; Г.И.Сидоренко, Р.В.Меркурьева, 1983; 5.Лешукович, 1991), то динамика персистентных характеристик микроор-13мов под воздействием антропогенных факторов изучена недостаточно, а ке не определены наиболее информативные параметры, характеризующие :обность длительного пребывания паразита в экологической нише.

Способность бактерий специфически инактивировать лизоцим хозяи-была определена как их антилизоцимная активность (О.В.Бухарин, .Усвяцов, 1982). При изучении частоты распространения антилизоцим-активности у штаммов стафилококков выявлено, что золотистые стафи-окки, обладающие антилизоцимной активностью, в 11,5 раз чаще выделя-э от бактерионосителей; эпидермальные стафилококки, обладающие анти-эцимной активностью бмкг/мл и выше, выделялись от бактерионосителей эаза чаще по сравнению с неносителями (О.Л.Чернова, 1989).

-3-

К секретирующим началам, обеспечивающим персистирование микробной клетки следует отнести и "антиинтерфероновый" признак, характери зующий способность бактерий инактивировать антибактериальную состав ляющую человеческого лейкоцитарного интерферона (О.В.Бухарии В.Ю.Соколов, 1990). Среди штаммов, выделенных со слизистой оболочки пе реднего отдела носа лиц, обследуемых на бактерионосительство, число ак тивных культур составило 81%. Показано, что для формирования резидентно го стафилококкового бактерионосительства необходимо наличие не толью антилизоцимного фактора, но и "антиинтерфероновой" активности со значе нием не менее 2 условных единиц (Е.П.Кулагина, 1995).

Кроме интерферона бактериальной деградации подвергается и компле мент за счет антикомплементарной активности микроорганизмов (Ю.А.Бру дастов, 1992). У золотистых стафилококков, выделенных со слизистой оболоч ки переднего отдела носа, антикомплементарная активность обнаружена 90% случаев, а у эпидермальных - в 72% (Е.П.Кулагина, 1995).

В связи с этим, известный интерес представляет с одной стороны, изуче ние распространения биологических признаков, в том числе персистентны; характеристик у различных видов штаммов стафилококков, выделенных о бактерионосителей, изучение роли данных свойств в системе "паразит хозяин" с выявлением наиболее информативных показателей для дифферен циации резидентной и транзиторной стафилококковой микрофлоры, а с дру гой стороны - оценка влияния антропогенных факторов внешней среды н биологические свойства стафилококков.

Разработка диагностической модели дифференциации резидентной i транзиторной стафилококковой микрофлоры позволила бы использовать эт показатели для проведения микробиологического мониторинга внешней сре ды.

Целью настоящего исследования явилось изучение роли факторов nej: систенции стафилококков при бактерионосительстве и разработка диаг ностической модели дифференциации резидентной и транзиторной стафило

-4-

ковой микрофлоры.

Основные задачи исследования:

1. Определить информативные биологические признаки, пригодные дифференциации резидентной и транзиторной стафилококковой микробы при бактерионосительстве.

2. Построить диагностическую модель дифференциации резидентной и нзиторной стафилококковой микрофлоры при бактерионосительстве.

3. Использовать диагностическую модель дифференциации резидентной эанзиторной стафилококковой микрофлоры для определения уровня рези-гного стафилококкового бактерионосительства при проведении микрологического мониторинга воздушной среды.

4. Изучить изменение биологических признаков штаммов стафилокок-под воздействием физических факторов (микроклимат спелеошахты).

Научная новизна. Проведено комплексное изучение факторов перси-щии и вирулентности у разных видов стафилококков, выделенных от рези-гных и транзиторных бактерионосителей. Изучен комплекс факторов пер-генции у различных представителей рода Staphylococcus и выявлены разлив выраженности персистентных признаков и других биологических 1ств в зависимости от типа бактерионосительства. Представлена сравнивая оценка диагностической значимости биологических свойств стафи-окков для дифференциации резидентной и транзиторной стафилококковой рофлоры при бактерионосительстве.

Построена математическая диагностическая модель для дифференциа-резидентной и транзиторной стафилококковой микрофлоры.

При микроэкологическом мониторинге воздушной среды" проведена знительная количественная оценка уровня техногенной нагрузки в иссле-иом регионе и распространения резидентного стафилококкового бакте-носительства среди детей, проживающих в Оренбургской области. Разра-ан новый способ биоиндикации загрязнения воздушной среды. (Прио-етная справка ВНИИГПЭ по заявке на изобретение № 96115081/13(021474)

- 5-

от 25.07.96 г.).

Разработан новый способ санации стафилококковых бактерионо сителей путем воздействия на персистентные характеристики возбудителя фи зических факторов внешней среды - микроклимата спелеошахты. (Прис ритетная справка ВНИИГПЭ по заявке на изобретение № 95105239/13 (9847 от 11.04.95г.).

Выявлены различия в устойчивости к антибиотику фузидину штаммо стафилококков, отличающихся по наличию персистентных характеристи (АЛА, АИА, АКА). Полученные данные послужили экспериментальной оснс вой для разработки селективной питательной среды, используемой для выд« ления стафилококков с персистентными свойствами. (Положительное решени ВНИИГПЭ по заявке на изобретение № 95112633/13(022165) от 27.06.96 г.).

Практическая ценность. Полученные в работе данные расширяю представление о роли факторов персистенции стафилококков в биологическо системе "паразит-хозяин" при бактерионосительстве.

Практическое значение работы определяется построением диагности ческой модели и разработкой нового способа дифференциации резидентной транзиторной стафилококковой микрофлоры при бактерионосительстве, также способа санации стафилококковых бактерионосителей в условиях мик роклимата спелеошахты.

При помощи разработанной диагностической модели дифференциаци стафилококковой микрофлоры определен уровень резидентного бактерионс сительства по районам и проведено картирование Оренбургской области.

Способ санации стафилококковых бактерионосителей микроклимата спелеошахты-апробирован в МЧС "Оренбурггазпром".

Материалы работы использованы при проведении областного семинар! врачей-бактериологов (Оренбург, декабрь 1995).

Разработанные приемы могут быть использованы в работах экологич( ского профиля и при решении медицинских и санитарно-гигиенических зг дач.

Положения, выносимые на защиту:

1. Персистентные характеристики стафилококков, являющиеся инфор--ивными признаками, могут быть использованы для диагностики резидент-í стафилококковой микрофлоры при бактерионосительстве.

2. Регуляция персистентных характеристик штаммов стафилококков ропогенными факторами определяет длительность пребывания стафилома в экологической нише.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены бсуждены на XI итоговой конференции "Молодые ученые - здравоохране-о" (Оренбург, 1993), региональной конференции молодых ученых Урала и волжья, посвященной 250-летию Оренбургской губернии и 60-летию об-ования Оренбургской области (Оренбург, 1994), региональной конферен-i молодых ученых и специалистов (Оренбург, 1995), юбилейных чтениях, :вященных памяти академика В.Д.Тимакова (Москва, 1995), XII итоговой 1ференции "Молодые ученые-здравоохранению" (Оренбург, 1995), регио-1ьной конференции молодых ученых и специалистов (Оренбург, 1996).

Материалы диссертационных исследований экспонировались на об-:тной выставке научно-технического творчества молодежи, где отмечены пломом лауреата (Оренбург, 1995) и Дипломом Первой степени за лучшую /чную разработку (Оренбург, 1996). Материалы работы были представлены конкурс научно-исследовательских работ молодых ученых и специалистов енбуржья им.А.Д.Сахарова, где работа заняла первое место (Оренбург, »6).

Публикация. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, тучено положительное решение по заявке на изобретение (№ 95112633/13 2165)) и две приоритетные справки по заявкам на изобретения (№ 105239/13 (9847) и № 96115081/13(021474)).

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 142 странах машинописного текста и включает введение, обзор литературы, главу материалам и методам исследования, три главы собственных исследований,

- 7 -

заключение, выводы, приложение. Указатель литературы содержит 190 исто1 ников литературы, из них 143 отечественные и 47 иностранные. Текст иллк стрирован 13 рисунками и 21 таблицей.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования. Экспериментальная часть работ! по созданию модели для дифференциации резидентной и транзиторной мт рофлоры выполнена на штаммах S.aureus и S.epidermidis, выделенных у 47 детей, обследуемых на стафилококковое бактерионосительство.

Дифференциация типов носительства проводилась по Г.Н.Чистович (1969) и включала сопоставление видовых и типовых характеристик штаммо! выделенных трехкратно от одного лица с интервалами 10 суток.

Все культуры обладали типичными морфологическими, биохимически ми и культуральными свойствами. Идентификацию выделенных штаммо проводили по биохимическим тестам фирмы "ЬасЬеша"(Чехия).

Общепринятые чашечные методы использовались для изучения некотс рых биологических характеристик бактерий, в том числе факторов вирулеш ности (А.К.Акатов, М.Л.Хатеневер,1980); микробного антагонизма (М.О.Бир гер,1982); антибиотикорезисгентности (С.М.Навашин, И.П.Фомина, 1982).

Факторы персистенции стафилококков - антилизоцимная, "антиинтер фероновая" и антикомплементарная активности изучались по методикам, раз работанным О.В.Бухариным с сотрудниками (1982-1992).

При проведении микробиологического мониторинга на стафилококке вое бактерионосительство было обследовано 3200 детей 9-12 лет, прс живающих в 13 районах и 4 городах Оренбургской области.

Оценку уровня загрязнения воздушной среды техногенными фактора ми проводили по материалам статистического сборника "Охрана окружаю щей среды в Оренбургской области" (1993,1994), анализ состояния здоровь детей, проживающих в разных районах, осуществлялся по данным отчетны форм сбора информации по программе "АГИС- здоровье".

-8-

Экспериментальное изучение влияния микроклимата спелеошахты на логические свойства стафилококков проводили на 200 изогенных нах S.aureus и S.epidermidis, полученных по методике Э.Д.Ледерберг 52).

Статистическая и математическая обработка результатов проводилась непринятыми методиками с использованием критерия Стьюдента (И.П.Аш->ин, Л.А.Воробьев, 1962) и автоматизированной системы программ: "Рас-деление", "Информативность", "Корреляционный анализ", "Дискрими-тный анализ".

Результаты исследования и их обсуждение. При изучении кокковой мик->лоры, выделенной со слизистой оболочки переднего отдела носа обследо-ных лиц, отмечено доминирование S.epidermidis (52%), другие коагулазо-ицательные штаммы были представлены следующими видами: S.cohnii, iricularis, S.simulans, S.sciuri, S.capitis, S.xylosis, S.hominis, S.haemolyticus, arneri и высевались в 4% случаев. Среди коагулазоположительных микро-анизмов преобладали золотистые стафилококки (39%), в 5% случаев высе-ся S.intermedius.

В связи с этим, объектом дальнейших исследований послужили наиболее то встречающиеся виды стафилококков. Сравнительный анализ распро-аненности и выраженности 20 изученных биологических характеристик у шмов S.aureus и S.epidermidis, выделенных от лиц с различным типом бак-ионосительства и группировка исходных данных были проведены с по-цью программы "Распределение".

Изучение факторов персистенции у выделенных штаммов стафило-:ков показало, что абсолютное большинство бактерий обладало одним [ более факторами персистенции. При этом, у 100% штаммов золотистых и дермальных стафилококков, выделенных от бактерионосителей резидент-о типа, обнаруживались персистентные признаки (АЛА,АИА,АКА). Анти-оцимная активность среди штаммов стафилококков, выделенных от бакте-щосителей транзиторного типа, регистрировалась в 54,5% случаев у

-9-

S.epidermidis и отсутствовала у S.aureus; АКА признак встречался в 14,3°/ 45,7% случаев соответственно, "антиинтерфероновой" активностью характ» ризовались 91,4% штаммов S.epidermidis и 81,8% штаммов S.aureus.

Определены количественные показатели персистентных характер1 стик штаммов стафилококков, выделенных у бактерионосителей разного тип; Так, в группе штаммов S.aureus, выделенных от бактерионосителей резидент ного типа, АЛА характеризовалась значением 1,26+0,09мкг/мл, АИ/* 3,63+0,27 усл.ед., АКА-2,34+0,08 усл.ед.; от бактерионосителей транзиторног типа - 0 мкг/мл, 1,69+0,12 усл.ед., 0,46+0,08 усл.ед. соответственно.

Изучение факторов персистенции у эпидермальных стафилококков, вь деленных от бактерионосителей разного типа, показало, что среднее значени АЛА в группе штаммов, выделенных от бактерионосителей резидентног типа составило 4,09+0,05 мкг/мл, транзиторного - 1,23+0,17 усл.ед. Для анали за сочетания персистентных характеристик эпидермальных стафилококко были выделены две группы: первая включала штаммы с уровнем АЛА более мкг/мл, вторая - менее 4 мкг/мл. АИА в первой группе наблюдения составил 2,62+0,23 усл.ед., во второй - 1,18+0,12 усл.ед. Изученные культуры обладал; следующими значениями АКА: 2,14+0,06 усл.ед. и 0,23+0,09 усл.ед. соответ ственно.

Изучение факторов вирулентности, антагонистической активности, ан тибиотикорезистентности у штаммов стафилококков, выделенных от бакте рионосителей разного типа показало, что в организме постоянных носителе] резидентного типа происходит накопление наиболее вирулентных, антагони стически активных и резистентных к антибиотикам культур.

Полученные результаты были обработаны при помощи программ! "Информативность" посредством многомерного критерия Д.А.Родионов: (1968). Применение данного критерия позволило выделить в каждой исследуе мой группе 5 наиболее информативных показателей: антилизоцимная, "ан тиинтерфероновая", антикомплементарная активности, чувствительность i фузидину, микробная обсемененность, которые и составили главную инфор-

- 10-

ативную комбинацию, позволившую в конечном итоге создать модели для 1фференциации резидентной и транзиторной стафилококковой микрофлоры эи бактерионосительстве.

Программа "Информативность" позволила не только показать диф-гренциальную информативность названных признаков, но и дать сравни-льную оценку количественных характеристик информативных признаков таммов стафилококков разных видов. Степень информативности признаков .е. их порядок в соответствии со степенью дифференциации) оказалась сле-чющей: для бактерионосителей S.aureus резидентного типа - устойчивость фузидину, антилизоцимная активность, высокая микробная обсемененность, [тикомплементарная, "антиинтерфероновая" активности; для бакте-юносителей S.aureus транзиторного типа - чувствительность к фузидину, [зкая микробная обсемененность, антилизоцимная, антикомплементар-:я,"антиинтерфероновая" активности; для бактерионосителей S.epidermidis зидентного типа - чувствительность к фузидину, высокая микробная >семененность, антикомплементарная, антилизоцимная, "антиинтерферо-шая" активности; для бактерионосителей S.epidermidis транзиторного па - чувствительность к фузидину, низкая микробная обсемененность, нтиинтерфероновая", антилизоцимная и антикомплементарная активиста.

Для получения наиболее достоверных сведений о связи между данными изнаками у разных видов стафилококков, выделенных от бактерионосите-й резидентного и транзиторного типа, была проведена обработка материала программе "Корреляционный анализ". Проведенный анализ не выявил льных устойчивых корреляционных связей и показал, что данные признаки зависят друг от друга.

Конечным этапом математической обработки явилось построение с по->щью линейных дискриминантных функций корректных математических агностических моделей, позволяющих дифференцировать штаммы ста-лококков, выделенных от бактерионосителей разных типов, по формуле:

- 11 -

Д = xiai + Х2Л2 + ... + xnan + С,

где Д - дискриминантная функция, характеризующая отношение штамма к резидентной или транзиторной микрофлоре; х - значение показателя в баллах; а - коэффициент показателя; С - поправочная константа.

В таблице представлены коэффициенты для каждого показателя и поправочные константы. Они рассчитаны на основании машинного анализа динамики их многомерных средних значений применительно к S.aureus и S.epidermidis, выделенных от резидентных и транзиторных бактерионосителей.

Коэффициенты показателей и поправочные константы для

дифференциации резидентной и транзиторной стафилококковой микрофлоры при бактерионосительстве

1. Золотистые стафилококки

Группы штаммов ОБС АЛА АИА ФУЗ АКА С

Резидентные 1005,01 1063,12 142,98 4624,0 733,1 -8176,39

Трапзиторные 505,73 94,75 79,34 6936,0 85,76 - 10945,63

2. Эпидермальные стафилококки

Группы штаммов ОБС АЛА АИА ФУЗ АКА С

Резидентные 974,74 561,93 169,36 3023,45 574,52 - 6627,42

Трапзиторные 578,16 65,68 219,71 4874,73 -176,19 -8014,09

Условные обозначения:

ОБС - микробная обсемененность слизистой оболочки переднего отдела носа, АЛА - антилизоцштая активность, АИА - "антиинтерфероновая" активность, ФУЗ - чувствительность к фузидину, АКА - антикомплементарная активность, С- поправочная константа.

Для установления принадлежности штамма к определенному типу (резидентному или транзиторному), полученные у данного стафилококка количественные значения по показателям были переведены в баллы и использованы для расчета дискриминантных функций по приведенной формуле. Расчет проводится по двум строкам таблицы. Наибольшая величина дискрими-нантной функции из двух полученных значений в 95% случаев соответствует обозначенному на данной строке типу штамма.

Например, исследуемый штамм В.аигеиз характеризовался следующими

- 12-

зателями: микробная обсемененность Ю4КОЕ/мл (4 балла), антилизоцим-1Ктивность 1 мкг/мл (1 балл), "антиинтерфероновая" активность - 5 усл.ед. ишов), умеренно устойчив к фузидину (2 балла), антикомплементарная вность - 5 усл.ед. (2 балла). Расчет математической модели дифференциа-штамма по строкам таблицы следующий: Д) = 1005,01x4+1063,12x1+142,98x5+4624,0x2+733,1х2+-8176,39=8299,91 Д2=505,73x4+94,75x1+79,34x5+6936,0x2+85,7 6х2+-10945,63=5612,25 зультате проведенного расчета максимальная величина дискриминантной сции установлена на первой строке (Д|), что позволяет отнести иссле-ый штамм S.aureus к резидентной микрофлоре.

Пример 2. Исследуемый штамм S.epidermidis характеризовался следую-и показателями: микробная обсемененность 10' КОЕ/мл (1 балл), антили-мная активность - 1 мкг/мл (1 балл), "антиинтерфероновая" активность - 1 :д. (1 балл), чувствителен к фузидину (3 балла), антикомплементарная ак-юсть отсутствовала (0 баллов). Расчет математической модели дифферен-ши штамма по строкам таблицы следующий:

Д|=974;74x1+561,93x1+169,36x1+3023,3+574,52х0+-6627,42=4149,97 Д2=578,16х1+65,68x1+219,71x1+4874,73x3+-176,19x0+-8014,09=7473,65 В результате проведенного расчета максимальная величина дискрими-гной функции установлена на второй строке (Дг), что позволяет отнести едуемый штамм S.epidermidis к транзиторной микрофлоре.

Исследуемые нами выборки штаммов стафилококков, выделенных от ерионосителей разного типа, были рассчитаны с помощью созданных ■ностических математических моделей на вероятность вхождения каждого птаммов в определенную выборку. Результатом проведенных расчетов о 100% подтверждение данных, полученных в ходе бактериологического [еримента.

Предлагаемый методический подход дает возможность быстро и объек-io оценивать результаты, полученные при выполнении санитарно-[енических и экологических исследований.

- 13-

Полученные данные о том, что штаммы стафилококков, выделенные I резидентных бактерионосителей резистентны к воздействию антибиоти: фузидина были использованы при конструировании селективной питательн< среды для выделения стафилококков с персистентными характеристикам Установлено, что фузидин является антибиотиком, устойчивость к которо! позволяет при его использовании в составе селективной питательной cpe^ выделить 98% штаммов, обладающих персистентными характеристиками.

На формирование биологической системы "паразит-хозяин" больш влияние оказывают многочисленные факторы окружающей среды, что ос бенно важно в современных условиях антропогенного воздействия на ноосф ру, когда наряду с постепенным усилением иммунодепрессивного состоян: человека идет и другой процесс - нарастание явления резистентности микроо ганизмов к воздействию защитных механизмов хозяина.

Разработанная нами диагностическая модель дифференциации рез дентной и транзиторной стафилококковой микрофлоры при бактерионос тельстве была использована при проведении микроэкологического монит ринга Оренбургской области по уровню резидентного стафилококково бактерионосительства среди детей, проживающих в экологически контрас ных районах. С этой целью были проанализированы показатели техногенн го загрязнения воздушной среды и уровень общей заболеваемости болезня( органов дыхания по районам и городам области. Оказалось, что в районах уровнем техногенного загрязнения воздушной среды по валовым выброс; менее 3 тыс. тонн в год, процент резидентных стафилококковых бактерион сителей колебался от 2,0 до 10,0%, в группе районов с более высокими показ телями техногенной нагрузки (до 5,0 тыс. тонн в год) процент резидента! бактерионосителей составил 14,0-19,3%, в группе районов с максимал ными показателями техногенной нагрузки (до 146,7 тыс.тонн в год) фиксир вался наиболее высокий процент резидентных стафилококковых бактерион сителей: 20,7 -41,2%.

Определенный интерес представляют материалы по связи загрязнеш

- 14-

здушной среды и общей заболеваемости болезнями органов дыхания. Так, в ,тте районов с высоким уровнем выбросов загрязняющих веществ (до 146,7 с.тонн в год) регистрировался высокий уровень общей заболеваемости бо-:нями органов дыхания (до 1086,7%о); в районах с низким и средним уровни выбросов загрязняющих веществ (до 5,0 тыс.тонн в год) фиксировался юсительно низкий уровень общей заболеваемости болезнями органов хания (до 549,8 %о).

Таким образом, при анализе полученных материалов обнаружена вы-сая степень корреляции между уровнем загрязнения атмосферного возду-общей заболеваемостью болезнями органов дыхания и резидентным ста-лококковым бактерионосительством. Так, в группе районов с максималь-м уровнем выбросов загрязняющих веществ (до 146,7 тыс.тонн в год) и вы-сим уровнем заболеваемости органов дыхания (до 1086,7%о) регистриро-1ся высокий процент резидентных бактерионосителей (20,7-41,2%). В группе изким и средним уровнями выбросов загрязняющих веществ (до 5,0 тыс. 1н в год) и относительно низкими показателями заболеваемости дыхатель-л системы (до 549,8 %о) отмечен низкий процент резидентных стафилокок-?ых бактерионосителей (2,0-19,3%).

При микроэкологическом исследовании территории Оренбургской об-:ти установлено, что в районах с высокой загрязненностью воздушной сре-химическими поллютантами и высокой общей заболеваемостью болезнями ~анов дыхания, уровень резидентного стафилококкового бактерионоситель-а в 3,8 раза превышал аналогичный показатель районов с низкими цифра-общей заболеваемости болезнями органов дыхания и загрязнения воздуш-1 среды: 31,1% и 8,1% соответственно.

Полученные данные позволили уточнить фоновый показатель резинного стафилококкового бактерионосительства для Оренбургской области, 1ный 8,1%.

Это значение принято нами за коэффициент резидентного стафилокок-юго бактерионосительства (КРСБ), равный 1,0. Введение данного коэффи-

- 15-

циента объясняется возможностью некоторого варьирования частоты бакте рионосительства стафилококков в зависимости от районов, что и определил* необходимость использования относительного биоиндикационного парамет ра, равного соотношению величин в экологически контрастных районах. Дан ные регионального мониторинга территории Оренбургской области, обрабо танные с помощью введенного КРСБ, представлены на рисунке 1.

Как видно из рисунка, в районах с относительно низким уровнем об щей заболеваемости болезнями органов дыхания и загрязнения воздушно! среды, КРСБ колебался от 1,0 до 2,0, в районах со средним по области уровнен общей заболеваемости болезнями органов дыхания и загрязнения, КРСБ со ставил 2,0-3,0, а в районах с высоким уровнем общей заболеваемости болезня ми органов дыхания и высоким техногенным загрязнением КРСБ превьшш значение 3,0.

Таким образом, в ходе проведенных исследований установлено, чт< факторы загрязнения воздушной среды приводят к изменению персистентны: характеристик патогена, усиливая его способность удерживаться в свое! экологической нише.

Полученные данные показали, что резидентное стафилококково! бактерионосительство, оцененное по персистентным характеристикам штам мов, можно использовать для микроэкологического мониторинга воздушно! среды. На основе полученных результатов разработан способ биоиндикации загрязнения воздушной среды.

Оценив влияние техногенной атмосферной нагрузки в естественны; условиях на персистентные свойства микроорганизма, представляло интере* изучить воздействие искусственно созданного, благоприятного для макроор ганизма микроклимата спелеошахты на биологические, в том числе, перси стентные характеристики штаммов стафилококков, выделенных от бакте рионосителей.

В результате проведенных экспериментов было установлено, что по; действием микроклимата спелеошахты происходит снижение персистентных

- 16-

Рисунок 1.

Микроэкологический мониторинг по уровню резидентного стафилококкового бактерионосительства среди детей,проживающих в раз-Л1ых районах и городах Оренбургской области

Условные обозначения: 1,0-КРСБ ¡игп-КРСБ >3,0 | | - Районы

О " Города

характеристик стафилококков. Полученные данные по модификации nepci стентных характеристик клонов золотистого и эпидермального стафилоко] ков в условиях спелеотерапии представлены на рисунках 2 и 3. Отмечено, что всех исследованных клонов S.aureus после культивирования в спелеошах' произошло снижение антилизоцимной активности на 37%, "антиинтерфер! новой" - на 48,7%, антикомплементарная активность перестала определять! вообще. У исследованных клонов S.epidermidis после культивирования в сп леошахте антилизоцимная активность уменьшилась на 52,3%, "антиинтерф роновая" - на 26%, антикомплементарная активность не регистрировалась.

При изучении влияния микроклимата спелеошахты на другие биолоп ческие характеристики стафилококков выявлено достоверное снижение чиа клонов, обладающих гемолитической активностью.

Таким образом, проведенный популяционный анализ по изучению д; намики персистентных характеристик микроорганизмов под влияние микроклимата спелеошахты выявил однозначное снижение (АЛА, АИ.А вплоть до исчезновения отдельных персистентных характеристик (АКА). Ь исключено, что полученные материалы по снижению персистентных характ ристик стафилококков могут быть использованы для объяснения механиз!, эффективности спелеотерапии при купировании ряда нозологических фор патологии органов дыхания, за счет прямой элиминации патогенных и уело но-патогенных микроорганизмов из организма бактерионосителя.

Проведенные исследования по снижению персистентных характерней стафилококков под воздействием микроклимата спелеошахты позволили ра работать способ санации стафилококковых бактерионосителей.

Подводя итог проделанной работе, следует выделить два момента.

Во-первых, проведены исследования, свидетельствующие о широкс распространении факторов персистенции у стафилококков, выделенных п] бактерионосительстве. Определены информативные характеристики возбуд теля и построена диагностическая модель, предназначенная для диффере циации резидентной и транзиторной стафилококковой микрофлоры при ба)

- 18-

Изменение персистентных характеристик Рисунок 2 клонов золотистого стафилококка

АЛА АИА

Персистентные характеристики

АКА

к^До опыта Щг После опыта

Измёнение персистентных характеристик клонов эпидермального стафилококка

Рисунок 3

АЛА АИА

Персистентные характеристики

АКА

,о опыта осле опыта

терионосительстве.

Во-вторых, на основе полученных данных разработан новый методич( ский подход к проведению микроэкологического мониторинга воздушно среды по уровню резидентного стафилококкового бактерионосительства способ санации стафилококковых бактерионосителей микроклиматом сп( леошахты.

ВЫВОДЫ

1. При проведении сравнительного анализа 20 биологических характ< ристик штаммов стафилококков, выделенных у лиц с различным типо! бактерионосительства, определены пять наиболее информативных признг ков: антилизоцимная, "антиинтерфероновая", антикомплементарная актш ности, чувствительность к фузидину, микробная обсемененность, позволяй щие патогену длительно персистировать в организме.

2. Разработаны математические-диагностические модели, позволяющи дифференцировать резидентную и транзиторную стафилококковую микрс флору при бактерионосительстве.

3. Выявлена прямая связь между уровнем резидентного стафилококке вого бактерионосительства, общей заболеваемостью болезнями органов дь хания и техногенным загрязнением воздушной среды.. •

4. При проведении микробиологического мониторинга Оренбуржь установлено, что уровень резидентного стафилококкового бактерионоситель ства в районах с высоким загрязнением воздушной среды и высокой обще заболеваемостью болезнями органов дыхания у обследованного контингент более, чем в 3 раза превышал аналогичный показатель экологически ко1 трастных районов. Определен фоновый показатель резидентного стафилоко! кового бактерионосительства, равный 8,1%.

5. Экспериментальными исследованиями при культивировании шта\ мов стафилококков в условиях микроклимата спелеошахты установлено см жение персистентных характеристик микроорганизмов, что подтверждает во: можность регуляторного воздействия в модельной системе "паразит-хозяин".

-20-

6. На основании полученных экспериментально-клинических данных эаботан способ санации стафилококковых бактерионосителей микрокли-ом спелеошахты под контролем персистентных характеристик микроорга-мов.

ПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Характеристика стафилококкового бактерионосительства у школь-ов промышленного города.//Тез. докл. к XI итог. конф. "Молодые уче-

- здравоохранению". - Оренбург, 1993. - С. 26-27. (В соавт. с .Кулагиной, О.Л.Черновой).

2. Микробиологический мониторинг районов Оренбургской области.// докл.регион.конф.молодых ученых Урала и Поволжья, посвящ. 250-летию нбургской губернии и 60-летию образования Оренбургской области. -нбург, 1994. - Т. 1. - С. 71-72. ( В соавт. с О.Л.Черновой, Л.Е.Солдатовой).

3. Особенности формирования стафилококкового пейзажа слизистой I у бактерионосителей разного типа. // Журн. микробиол., эпидемиол., ;унобиол.-1994.-Приложение,- УН-1Х. - С.48-51. (В соавт. с Б.Я.Усвяцовым, .Черновой, Л.И.Паршута и др.).

4. Воздействие микроклимата спелеошахты на количественные харак-1стики стафилококков. // Тез. докл. регион.конф. молодых ученых и радистов.-Оренбург,1995.-С.42-43.(В соавт.с О.Л.Черновой, С.Г.Димовой). ■ 5. Микробиологический мониторинг стафилококкового бактерионоси-,ства среди школьников города Новотроицка.// Матер, облает, науч. ст. конф. "Медико-экологические аспекты патологии детского возраста". -нбург,1995.-С.51-55.(В соав!т. с О.Л.Черновой, Е.П.Кулагиной).

6. Перспективы микроэкологического районирования области и сана-

«

стафилококковых бактерионосителей.//Тез. докл. XII итог. конф. )лодые ученые - здравоохранению". - Оренбург, 1995,- С.6-7. (В соавт.с .Черновой, С.Г.Димовой).

7. Изменение персистирующих свойств стафилококка и иммунологиче-

-21 -

ские показатели у детей с бронхиальной астмой после спелеотерапии. // Тез. 1-1 Международн. конф. "Иммунодиагностика и иммунотерапия". - Витебск

1995.-С.195-196.

8. Динамика персистентных характеристик стафилококков под воздей ствием микроклимата спелеошахты.// Журн.микробиол.,эпидемиол.,иммуно биол.-1996,- №3.-С.78-80.(В соавт. с О.Л.Черновой, С.Г.Димовой, В.Л.Карта шовой и др.).

9. Построение диагностической модели дифференциации резидентной : транзиторной стафилококковой микрофлоры при бактерионосительстве //Журн.микробиол.,эпидемиол.,иммунобиол. - 1996. - №3. - С.68-70. (В соавт с О.В.Бухариным, О.Л.Черновой).

10. Резидентное стафилококковое бактерионосительство в популяцш человека как показатель микроэкологического мониторинга среды его обита ния. //Журн. микробиол.,эпидемиол.,иммунобиол. - 1996. - №3. - С.71-74. (1 соавт. с О.В.Бухариным, О.Л.Черновой, Б.Я.Усвяцовым).

11. Роль факторов персистенции стафилококков при бактерионоси тельстве.//Тез.докл.регион.конф.молодых ученых и специалистов.- Оренбур1

1996.-С. 23-24. (В соавт. с О.Л.Черновой).

12. Питательная среда для выделения стафилококков с персистентным характеристиками. Положительное решение по заявке на изобретение ^ 95112633/13 (022165) от 27.06.96 г. (В соавт. с О.В.Бухариным, О.Л.Черновой.)