Методы прямого обнаружения возбудителя брюшного тифа
Инфекционные болезни — это заболевания, вызванные проникновением в организм бактерий, грибков или вирусов. Самая важная часть диагностики инфекций — это определение возбудителя и его концентрации. Для этих целей используются разнообразные лабораторные методы, которые позволяют выяснить, чем именно и как давно атакован организм, а в некоторых случаях — спрогнозировать эффективность лечения тем или иным препаратом.
Особенности диагностики инфекционных заболеваний
В клинической практике данный тип заболеваний встречается очень часто. Именно они, по данным Всемирной организации здравоохранения, становятся причиной 26% всех смертей. В список самых распространенных инфекционных заболеваний входят инфекционная пневмония и другие воспалительные заболевания дыхательных путей, гепатит, ВИЧ, туберкулез, малярия, воспаления органов половой системы и мочевыводящих путей, гистоплазмоз, ротавирусные инфекционные заболевания, ветряная оспа, герпес, вирус папилломы человека и еще несколько десятков болезней. Хотя бы раз в жизни каждый из нас сталкивается с инфекционными заболеваниями и необходимостью быстрой постановки диагноза.
Все инфекционные болезни делятся на пять типов — прионные, вирусные, бактериальные, протозойные и грибковые поражения. Далее будут рассмотрены последние четыре типа как наиболее распространенные. Разные возбудители иногда могут вызывать одно и то же заболевание. В частности, пневмония может быть результатом как вирусной, так и бактериальной инфекции. Лечение зависит не от проявлений, а от возбудителя болезни. Противовирусные препараты бесполезны в борьбе с бактериями и грибками, антибиотики не действуют на вирусы. Поэтому основная задача лабораторной диагностики инфекционных заболеваний — выявление типа возбудителя.
Способы лабораторной диагностики инфекционных болезней можно разделить на два типа: неспецифические и специфические методы.
К неспецифическим относятся общий анализ крови и исследование соотношения ее белковых фракций, печеночные пробы, общий анализ мочи и кала. Эти методы не дают информации о виде возбудителя, но позволяют узнать, в какой мере болезнь затронула органы и системы организма, что именно в их работе нарушено и насколько далеко зашел процесс.
Специфические — вирусологический и бактериологический методы, микроскопическое исследование возбудителей, анализы на антигены и антитела — направлены непосредственно на обнаружение возбудителя.
Современная медицина располагает множеством методов выделения возбудителей бактериальной инфекции:
Бактериоскопический . Исследуется окрашенный специальным образом мазок.
Бактериологический . Биоматериал высеивается в питательную среду, и через некоторое время специалист исследует колонию бактерий, выросшую в ней.
Биологический . Направлен на определение патогенности микроорганизмов.
Серологический . Выявляет антитела и антигены в сыворотке крови — особые вещества, которые вырабатываются организмом при контакте с возбудителем определенной болезни.
Чаще всего для исследований используют кровь или сыворотку крови, реже — слюну, мочу, кал, клетки эпителия (мазок и соскоб) и другой биоматериал.
В лабораторной диагностике вирусных заболеваний используются:
Вирусологическое исследование . Световая и электронная микроскопия дает возможность выявить наличие вирусных включений и сами вирусы и идентифицировать их.
Серологическое исследование для обнаружения антител и антигенов. Этот метод дает возможность быстро выявить агрессора, как и в случае с бактериальными инфекциями. Для диагностики используются разнообразные способы исследования материала — реакции гемадсорбции, гемагглютинации или метод непрямой иммунофлюоресценции. Имунноблоттинг, в частности, позволяет выявлять антитела сразу к нескольким инфекциям и считается современным и точным диагностическим методом.
Молекулярно-генетические методы . Последнее слово в лабораторной диагностике. Позволяют обнаружить вирус даже тогда, когда его концентрация ничтожно мала — то есть на самых ранних стадиях. Самым известным из этих методов является ПЦР, при которой фрагмент вируса многократно копируется до тех пор, пока специалист не получит достаточно материала для определения типа вируса и его изначальной концентрации.
Для выявления вирусов обычно требуется сделать анализ крови.
Так называют инфекции, вызванные простейшими паразитами, например, амебами. Малярия, амёбиаз, токсоплазмоз, лямблиоз, трихомониаз, сонная болезнь — вот неполный список самых распространенных протозойных инфекций. Лабораторная диагностика таких заболеваний включает в себя следующие методы:
Микроскопический . Простейшие паразиты выявляются путем исследования под микроскопом окрашенных образцов биоматериала. Самый простой и надежный метод для многих возбудителей.
Культуральный . Посев биоматериала в питательную следу для дальнейшего исследования размножившихся простейших. У этого метода есть существенный недостаток: результатов нужно ждать долго, сам процесс может занять не менее 5-6-ти дней.
Серологический . Используют редко ввиду малой информативности.
Аллергический . Также не является распространенным. Кожные аллергопробы делают для того, чтобы подтвердить лейшманиоз и токсоплазмоз. Это вспомогательный диагностический метод.
В качестве биоматериала для исследований в основном используется кровь, иногда — – кал или моча.
Микроскопическое исследование . Препарат окрашивается и рассматривается под мощным микроскопом. Посредством иммунофлюоресцентной микроскопии исследуется проба, помеченная флюоресцеинами — специальным красителем. Наиболее быстрый способ выявления грибка по сравнению с другими методами.
Культуральный . Происходит посев пробы на питательную среду и дальнейшее исследование полученной в результате колонии грибков.
Серологический . Используется для выявления грибковых поражений, однако для микозов он считается не особенно точным.
Гибридизация нуклеиновых кислот . Самый современный способ выявления грибковых инфекций, его применяют для идентификации основных возбудителей системных микозов. Из культуры извлекается РНК и вносится особым способом помеченная молекула ДНК. Если в пробе наличествует один из основных патогенных грибков, ДНК объединится с его РНК, создав легко различимую структуру. Несомненным преимуществом метода является возможность определить инфекцию на самых ранних стадиях.
Биоматериалом для исследований являются клетки кожи, волос и ногтей, клетки слизистых оболочек (мазок или соскоб), мокрота, моча, секрет простаты, сперма, грудное молоко.
Современные методики диагностики инфекций позволяет выявить их на начальном этапе, Чем раньше болезнь будет обнаружена, тем проще ее вылечить. Поэтому сдавать анализы на инфекции желательно регулярно, даже если вы ни на что не жалуетесь и не замечаете никаких перемен в самочувствии.
Перед сдачей биоматериала для исследований иногда требуется определенная подготовка. Так, кровь обычно сдают с утра, натощак, а перед забором мазка не рекомендуется принимать душ. Эти требования очень важны: они обеспечивают точность результата, поэтому узнайте у врача заранее о подготовительных мерах и точно следуйте всем его рекомендациям.
Теория и практика эпидемиологии (epi на + demos - народ + logos - наука) явились надежным методологическим фундаментом для реализации широкомасштабных и эффективных профилактических и противоэпидемиологических мероприятий, успешно осуществляемых в борьбе с инфекционными и паразитарными болезнями.
Эпидемиологический подход к изучению болезней человека - основополагающая идея, определившая предмет изучения, цели, организацию и методы эпидемиологических исследований. Эпидемиологические исследования как специфическая познавательная деятельность - основа эпидемиологии. Эпидемиологический метод - условное понятие, отражающее всю совокупность общенаучных и специальных приемов и методов, используемых в эпидемиологических исследованиях.
Заболеваемость, как одно из объективных массовых явлений характеризующее здоровье населения и отражающее влияние на население неблагоприятных факторов (биологические, социальные, природные и др. факторы как причины болезни — основной предмет эпидемиологии). Заболеваемость - это статистическая величина, определяемая совокупностью объективных (причинных) и субъективных (качество выявления, диагностики и т.д.) факторов, исчисляется в показателях на 100 тысяч населения. Описание заболеваемости, выявление причин и механизма возникновения, развития и распространения болезней, разработка и оценка качества и эффективности мер по снижению заболеваемости и профилактике болезней — основные цели эпидемиологии как познавательной деятельности. В задачи эпидемиологии входят: определение медицинской и социально-экономической значимости болезни и ее места в структуре патологии населения; изучение закономерностей распространения болезни во времени (по годам, месяцам), по территории и среди различных групп населения (половых, возрастных, профессиональных, бытовых, этнических); выявление причин и условий, определяющих наблюдаемый характер распространения болезни; разработка рекомендаций по оптимизации профилактики и борьбы с данной болезнью; разработка прогноза изучаемой болезни. Применение эпидемиологических исследований в клинике и формирование нового направления в эпидемиологии — клинической эпидемиологии. Эпидемиологический надзор, организация и проведение мероприятий по снижению заболеваемости и профилактике болезней — основные цели практической эпидемиологии.
Типы (варианты, характерные черты) эпидемиологических исследований: сплошные и выборочные, описательные и аналитические, наблюдательные и экспериментальные, рутинные и специальные, одномоментные и продолжительные, ретроспективные, динамические и смешанные, полевые и клинические, ориентировочные (пробные).
Методы эпидемиологии - состоят из совокупности приемов и способов: наблюдение и эксперимент. Наблюдение - получение достоверных исходных данных базируется на эпидемиологических обследованиях очагов инфекционных болезней — это первичные материалы являются основой для составления данных цифрового характера. Помимо статистических данных широко используются лабораторные данные: бактериологические, вирусологические, биохимические исследования. Эксперимент в эпидемиологии позволяет выявить определенные черты эпидемиологического процесса или оценить качество и эффективность предлагаемых и проводимых противоэпидемических мероприятий искусственно воспроизведенного эпидемиологического процесса.
| п/п | Этапы практического занятия | Продолжительность (мин.) | Содержание этапа и оснащенность |
| 1 | Организация занятия | 5.00 | Проверка посещаемости и внешнего вида обучающегося |
| 2 | Формулировка темы и цели | 7.00 | Преподавателем объявляется тема и ее актуальность, цели занятия |
| 3 | Контроль исходного уровня знаний, умений | 15.00 | Тестирование, индивидуальный устный опрос, типовые задачи |
| 4 | Раскрытие учебно-целевых вопросов | 18.00 | Инструктаж обучающихся, проводимый преподавателем (ориентировочная основа деятельности, история болезни пациентов) |
| 5 | Самостоятельная работа обучающихся (текущий контроль): Курация больных; Сбор вакцинального анамнеза; Разбор курируемых больных; Выявление типичных ошибок | 110.00 | Работа: В палатах (боксах) с пациентами; С историями болезни; Демонстрация куратором практических навыков по сбору вакцинального анамнеза |
| 6 | Итоговый контроль знаний устно с оглашением оценки каждого обучающегося за теоретические знания и практические навыки по изученной теме занятия | 20.00 | Тесты по теме, ситуационные задачи |
| 7 | Задание на следующее занятие. | 5.00 | Учебно-методические разработки следующего занятия, подготовка к тестированию, решение |
| ВСЕГО | 180 |
Эпидемиологический процесс - это процесс возникновения и распространения среди населения специфических инфекционных состояний (в виде болезни или носительства), т. е. закономерности заражения человека возбудителями инфекции (инвазии) естественно обитающими в живых организмах или на объектах окружающей среды и проникающими в заражающийся организм с помощью того или иного механизма передачи, следствием чего является развитие инфекционного процесса.
Проявления эпидемиологического процесса: спорадическая заболеваемость - это единичные, несвязанные между собой случаи болезни; эпидемическая или групповая заболеваемость - это случаи болезни связанные между собой. Может протекать в виде: вспышки - случаи заболеваний, ограниченные одним учреждением (пищевая точка); эпидемии - интенсивное распространение инфекционной болезни, значительно превышающей уровень спорадической заболеваемости, и характеризуется возникновением множественных эпидемических очагов (город); пандемии это необычайно высокая степень эпидемического распространения инфекционного заболевания с охватом страны, нескольких стран, континентов.
Эпидемическая заболеваемость (эндемия) - постоянно существующая на данной территории в силу ряда природных, бытовых или социальных условий, является сложным социально-биологическим явлением. Биологическую основу составляет взаимодействие трех основных частей или звеньев: I звено - источники возбудителей инфекции; II звено - механизм передачи возбудителей инфекции; III звено - восприимчивое население.
I звено: источник возбудителей инфекции - это живой заразный организм (больные люди, животные), который является естественной средой для существования возбудителей - паразитов. Эпидемическую опасность представляют атипичные, трудно выявляемые формы болезни в различные периоды инфекционного процесса. При большинстве инфекций наибольшая опасность заражения существует в разгаре болезни. Особенностью этого периода является наличие ряда патофизиологических механизмов, способствующих интенсивному выделению возбудителей в окружающую среду: кашель, насморк, рвота, понос и др.
Бактериовыделители - практически здоровые люди, представляют особую опасность для окружающих в виду трудности их выявления. Бактерионосительство может сохраняться после перенесенной болезни – характеризуется как реконвалесцентное носительство (в зависимости от длительности бывает острое - до 3 месяцев и хроническое - от 3 месяцев до нескольких десятков лет). Наблюдается и транзиторное носительство, при котором возбудитель в организме находится очень короткий срок, не вызывая патологических изменений и иммунного ответа.
Болезни, при которых люди являются источником возбудителей инфекции, называются антропонозами. Болезни, при которых источниками возбудителей инфекции являются животные, называются зоонозами. Распространение инфекции среди животных - эпизоотический процесс, может носить характер, как спорадической заболеваемости, так и эпизоотии. Эпидемиологическую опасность для людей представляет большой круг животных: дикие - при бешенстве (волки, лисы, еноты), при туляремии (зайцы, ондатры, крысы); сельскохозяйственные - при бруцеллезе (коровы, овцы, козы); домашние - при токсоплазмозе и др. паразитозах (кошки, собаки) и т.д. Заболевания, при которых источником возбудителей инфекции являются как люди, так и животные называются антропозоонозами. Также еще выделяется группа сапронозов таких инфекционных болезней, возбудители которых являются свободноживущими в окружающей среде. Типичным представителем сопронозов является легионеллез. Естественная среда для легионелл - теплые водоемы, где легионеллы накапливаются в амебах и водорослях, затем попадают в резервуары для воды, в кондиционеры.
II звено: механизм передачи возбудителей реализует взаимодействие как популяций паразита и хозяев в пределах паразитарной системы, так и взаимодействие паразитарной системы с окружающей средой. Локализация возбудителей в организме и специфика проявлений инфекционного процесса определили наличие нескольких типов механизма передачи возбудителей от источников инфекции к восприимчивым лицам. Аэрозольный механизм передачи реализуется двумя путями: воздушно-капельным при нестойких во внешней среде микроорганизмах (вирус кори, менингококк и др.); воздушно-пылевым при устойчивых, сохраняющих жизнеспособность длительный срок возбудителях (микобактерия туберкулеза). Возбудители, выделяясь в окружающую среду при кашле, чихании, иногда разговоре и дыхании, быстро проникают в дыхательные пути лиц, окружающих источник инфекции. При этом обнаруживается "эстафетная" передача и заражение все большего числа восприимчивых людей. Фекально-оральный механизм передачи является единственным для кишечных инфекций, возбудители которых находятся в пищеварительном тракте людей. Трансмиссивный механизм передачи реализуется с помощью живых кровососущих переносчиков. Контактно-бытовой механизм передачи возможен при непосредственном соприкосновении и введении возбудителей на поверхность кожи или слизистых (венерические болезни, микозы) или посредством зараженных предметов обихода. Вертикальный механизм передачи (при внутриутробном заражении плода) осуществляется при таких болезнях, как токсоплазмозы, краснуха, ВИЧ-инфекция. Необходимо иметь в виду, что в практической работе возможны и необычные "искусственные" способы передачи, условия для которых складываются в лабораторных условиях (на производстве вирусных и бактериальных препаратов при нарушении технологического процесса, техники безопасности, авариях). Необычные пути передачи возможны при медицинских манипуляциях - парентеральные процедуры, эндоскопии (вирусный гепатит В).
III звено: восприимчивый коллектив. Восприимчивость — свойство организма отвечать инфекцией на встречу с возбудителями. Восприимчивость является обязательным условием для возникновения любого инфекционного процесса. Гетерогенность (неоднородность) людей по восприимчивости и устойчивости к различным инфекционным агентам любой природы общеизвестна и постоянно демонстрируется в виде различных реакций отдельных индивидуумов на воздействие одного и того же агента в одной и той же дозировке и при одинаковой длительности воздействия на организм. Возможен ярко выраженный полиморфизм клинических проявлений заболевания - от тяжелейших, молниеносных и смертельных до легчайших случаев, едва нарушающих общее состояние заболевшего, а также бессимптомное носительство. Состояние восприимчивости зависит от факторов, определяющих специфическую и неспецифическую резистентность.
Установление этиологии заболевания облегчает и уточняет постановку диагноза. Лабораторное исследование является одним из многих объективных методов, и пользоваться им следует рационально. Неправильная оценка данных лабораторного исследования может привести к диагностическим ошибкам. Так, получение отрицательного результата — еще не основание для исключения предполагаемого диагноза. Отрицательный результат может быть следствием неправильного забора материала, несвоевременной доставки его в лабораторию, несовершенной методики бактериологического исследования. Если материал берется не в первые дни заболевания, а уже на фоне этиотропной терапии, возбудитель может быть не выделен из-за угнетения его жизнеспособности или гибели под действием проводимого лечения. Поэтому низок удельный вес подтвержденных бактериологически менингококковых Менингоэнцефалитов, так как даже однократное введение пенициллина обычно делает бесполезным дальнейшее бактериологическое исследование. Положительные результаты бактериологических исследований могут быть определяющими для постановки диагноза, например при выделении гемокультуры палочки брюшного тифа, паратифов А и В, при обнаружении менингококков, пневмококков, палочки инфлюэнцы в спинномозговой жидкости. Однако нахождение микробов в других субстратах не всегда позволяет точно установить диагноз. Так, если дифтерийная палочка, менингококки, пневмококки и палочка инфлюэнцы выделяются из носовой части глотки, слизи из зева и носа, а сальмонеллы — из кала, то это может быть заболевание другой этиологии у бактерионосителей названных микробов. Наибольшие трудности для интерпретации положительных находок при бактериологическом исследовании представляет выделение условно-патогенных видов бактерий, широко распространенных среди семейств Micrococсаеае и Enterobacteriaceae. Поэтому при постановке диагноза заболеваний, вызванных условно-патогенными возбудителями, надо проявлять осторожность и исходить из 4 критериев: многократности обнаружения данных видов, массивности их роста в посевах на плотные питательные среды, антигенной и фаговаровой однородности выделяемых субкультур и диагностического нарастания титров гомологичных антител при серологических исследованиях.
Микробиологические методы исследования делятся на методы прямого обнаружения возбудителя в организме больного — бактериоскопическое и бактериологическое исследования; методы косвенного доказательства наличия возбудителя в организме больного — серологические исследования, направленные на обнаружение специфических антигенов в инфицированном материале или антител в сыворотке крови и различных секретах организма больного.
Бактериоскопическое исследование крови, мочи, спинномозговой жидкости, слизи из зева и носа, кала и различных патологических субстратов на присутствие возбудителя применяют при многих инфекционных болезнях. Этот метод имеет довольно ограниченное применение, хотя и очень важен. Он используется, в частности, для обнаружения в крови возбудителей малярии, возвратного тифа, лептоспироза. Спинномозговую жидкость исследуют при гнойном и туберкулезном менингите, слизь из зева и носа — при дифтерии, ангине Венсана, кал — при амебиазе, балантидиазе, лямблиозе; мочу — при лептоспирозе. Палочки чумы, сибирской язвы можно увидеть в пунктате чумного бубона и мазках-отпечатках, взятых из сибиреязвенного карбункула; при микроскопии мазка пунктата из костного мозга и селезенки, грануляций из язвы можно обнаружить лейшмании; в мокроте — микобактерии туберкулеза. Преимущество бактериоскопического метода заключается в его быстроте. Результаты анализа могут быть получены через несколько часов. При некоторых заболеваниях (малярия, эпидемический цереброспинальный менингит и др.) возбудители могут быть обнаружены в организме больного уже в 1-й день болезни, что очень важно для своевременной диагностики и лечения. Значительно расширились возможности, бактериоскопической диагностики благодаря обработке препаратов специфическими сыворотками, содержащими антитела к данному возбудителю, меченные флуорохромами (иммунофлуоресцентный метод) или ферментами (иммуноферментный метод). При этом меченые антитела соединяются с антигеном, который выявляется при иммунофлуоресцентном методе под люминесцентным микроскопом, а при иммуноферментном методе — по окрашиванию продукта ферментативной реакции после введения субстратно-индикаторной смеси.
Бактериологический метод диагностики основан на выделении возбудителя из крови, спинномозговой жидкости, мокроты, слизи из зева и носа, кала, мочи, желчи больного, а при летальных исходах — из кусочков органов, которые засевают на специальные питательные среды. Бактериологическая диагностика широко используется для исследования слизи из зева и носа на дифтерийные бактерии, для выделения возбудителей кишечных инфекций (например, холеры, дизентерии, сальмонеллезов, эшерихиозов) из кала больного, возбудителей пневмонии — из мокроты и в других случаях. При этом учитывают особенности предполагаемой инфекции, место избирательной локализации возбудителя и пути его выделения в окружающую среду. Исследование дает положительные результаты уже в первые часы или дни болезни. Однако окончательный ответ лаборатория при большинстве инфекционных болезней сообщает лишь через 2—4 дня, а при бруцеллезе, туберкулезе — через 3—4 недель. Это зависит от сроков, требующихся для роста микроорганизмов и их идентификации (биохимической и серологической). Каждый микроб для своего роста требует соответствующей питательной среды. В зависимости от того, какой микроб предполагают выделить (что определяется при клиническом и эпидемиологическом обследовании больного) , выбирают соответствующую питательную среду. Иногда посев производят одновременно на несколько питательных сред. Ценность результатов бактериологических исследований во многом определяется тем, правильно ли взят материал у больного и правильно ли он доставлен в лабораторию. Инфекционный материал собирают в стерильную посуду, соблюдая правила асептики.
В табл. 1 приведены основные данные о сроках взятия материала для исследования и средах для первичного посева.
Материал для исследования в самые короткие сроки должен быть доставлен в лабораторию. Если такой возможности нет, его нужно сохранять в холодильнике при +4 °С или добавлять консервант. В некоторых случаях посев необходимо производить ex tempore (при коклюше, менингококковой инфекции, гонорее). После выделения и идентификации возбудителей, как правило, определяют их чувствительность к антибиотикам и другим химиопрепаратам. Это во многом помогает скорректировать терапию и подобрать эффективное этиотропное средство.
При инфекциях, вызываемых условно-патогенными бактериями, выделение их из субстратов, в норме не являющихся стерильными (кал, моча, мокрота и др.), не рассматривается как безусловное доказательство этиологической роли этих микроорганизмов в генезе заболевания. Обсемененность эндогенной микрофлорой у больных значительно выше, чем у бактерионосителей. Поэтому только количественный учет высеянных микроорганизмов животных заражают подозрительным материалом (биопроба на мышах при пневмококковой инфекции).
Таблица1 Сроки взятия материала при бактериальных инфекциях
| Инфекция |
