МІКРОБІОЛОГІЯ
МІКРОБІОЛОГІЯ ВІРУСОЛОГІЯ ІМУНОЛОГІЯ
ВІРУСОЛОГІЯ ІМУНОЛОГІЯ
20 17
Міністерство охорони здоров’я України
И ГА
Мікробіологія, вірусологія, імунологія
О ВА
КН
Підручник для студентів стоматологічних факультетів вищих медичних навчальних закладів ІІІ–ІV рівня акредитації
Н
За загальною редакцією професорів В. В. Данилейченка, О. П. Корнійчук
Вінниця Нова Книга 2017
Авторський колектив:
20 17
УДК 579.61:578.7:577.27[078.5] ББК 52.6я73 М59 Рекомендовано Міністерством охорони здоров’я України як підручник для студентів стоматологічних факультетів вищих навчальних медичних закладів МОЗ України (протокол засідання Комісії для організації підготовки навчальної та навчальнометодичної літератури для осіб, які навчаються у вищих медичних (фармацевтичному) закладах та закладах післядипломної освіти МОЗ України, від 16.12.2016 № 4)
КН
И ГА
Данилейченко В. В., доктор медичних наук, професор кафедри мікробіології, вірусології та імунології ЛНМУ імені Данила Галицького (номенклатура та генетика мікроорганізмів). Климнюк С. І., доктор медичних наук, професор, завідувач кафедри мікробіології, вірусології та імунології ТДМУ імені І. Я. Горбачевського (розділи з екології, додатки). Корнійчук О. П., доктор медичних наук, професор, завідувач кафедри мікробіології ЛНМУ імені Данила Галицького (клінічна та спеціальна мікробіологія для стоматологів). Куцик Р. В., доктор медичних наук, професор, завідувач кафедри мікробіології, вірусології та імунології ІФНМУ (історія мікробіології, антисептика). Лобань Г. А., доктор медичних наук, професор, завідувач кафедри мікробіології, вірусології та імунології УМСА (клінічна мікробіологія для стоматологів). Мінухін В. В., доктор медичних наук, професор, завідувач кафедри мікробіології, вірусології та імунології ХНМУ (імунобіологічні препарати, антибіотики). Немченко О. О., кандидат медичних наук, доцент кафедри мікробіології, вірусології та імунології ЛНМУ імені Данила Галицького (загальна мікробіологія). Павлій С. Й., кандидат біологічних наук, доцент кафедри мікробіології, вірусології та імунології ЛНМУ імені Данила Галицького (окремі розділи зі спеціальної мікробіології, санітарна мікробіологія). Федечко Й. М., кандидат медичних наук, доцент, завідувач кафедри лабораторної медицини Львівського інституту медсестринства і лабораторної діагностики імені А. Крупинського (окремі розділи із загальної та спеціальної мікробіології). Шикула Р. Г., кандидат медичних наук, доцент кафедри мікробіології ЛНМУ імені Данила Галицького (окремі розділи із загальної мікробіології). Рецензенти:
О ВА
Широбоков В. П., доктор медичних наук, професор, завідувач кафедри мікробіології, вірусології та імунології НМУ імені О. О. Богомольця, академік НАН та НАМН України. Дзюблик І. В., доктор медичних наук, професор, завідувач кафедри вірусології НМАПО імені П. Л. Шупика МОЗ України.
Н
Мікробіологія, вірусологія, імунологія : підручник для студ. М59 стомат. ф-тів вищих мед. навч. закл. III–IV р. а. / [В. В. Данилейченко, С. І. Климнюк, О. П. Корнійчук та ін.] ; за заг. ред. В. В. Данилейченка, О. П. Корнійчук. – Вінниця : Нова Книга, 2017. – 376 с. ISBN 978-966-382-645-5 Підручник з мікробіології, вірусології, імунології підготовлено та прорецензовано провідними фахівцями ВМНЗ України. У книзі в стислій формі висвітлено мікробіологічні особливості організму в цілому та ротової порожнини зокрема; механізми розвитку стоматологічних захворювань мікробної етіології, основи їх діагностики, протимікробної терапії та профілактики. Для ілюстрування підручника з навчальною метою використано оригінальні фотографії та рисунки, а також деякі мікрофотографії з відкритих інтернет-ресурсів. Для студентів стоматологічних факультетів ВМНЗ МОЗ України УДК 579.61:578.7:577.27[078.5] ББК 52.6я73
ISBN 978-966-382-645-5
© Авторський колектив, 2017 © Нова Книга, 2017
ЗМІСТ Передмова ...............................................................................................................................................................................10
Частина І Загальна мікробіологія
20 17
Перелік умовних скорочень ............................................................................................................................................11
Розділ 1. Предмет і завдання мікробіології. Мікроорганізми як невід’ємна складова біосфери. Галузі мікробіології. Медична мікробіологія .............................................................................14
И ГА
Розділ 2. З історії мікробіології ..................................................................................................................................16 2.1. Відкриття світу мікроорганізмів .............................................................................................................................16 2.2. Проблема самозародження мікроорганізмів ..................................................................................................16 2.3. “Живий контагій” – це мікроби ................................................................................................................................17 2.4. З історії імунології. Варіоляція і вакцинація ......................................................................................................19 2.5. Хіміопрепарати та антибіотики...............................................................................................................................21 2.6. Генетика мікроорганізмів ..........................................................................................................................................21 2.7. Сучасні напрямки розвитку мікробіології та імунології ..............................................................................21 2.8. Історія встановлення етіологічної ролі мікробів у розвитку стоматологічних захворювань ....23 Розділ 3. Світ мікроорганізмів ....................................................................................................................................25
КН
Розділ 4. Морфологія мікроорганізмів. Будова прокаріотичної клітини .........................................28 4.1. Основні форми бактерій ............................................................................................................................................29 4.2. Будова прокаріотичної клітини ..............................................................................................................................31 4.3. Методи дослідження морфології бактерій ........................................................................................................37 4.4. Морфологічні типи мікроорганізмів порожнини рота ................................................................................40
О ВА
Розділ 5. Фізіологія бактерій ......................................................................................................................................42 5.1. Хімічний склад мікроорганізмів .............................................................................................................................42 5.2. Живлення мікроорганізмів .......................................................................................................................................43 5.3. Транспорт речовин у клітину ...................................................................................................................................43 5.4. Обмін речовин у бактерій .........................................................................................................................................44 5.5. Дихання мікроорганізмів...........................................................................................................................................46 5.6. Умови культивування мікроорганізмів ...............................................................................................................47 5.7. Ріст і розмноження бактеріальних клітин ..........................................................................................................49 Розділ 6. Екологія мікроорганізмів..........................................................................................................................53 6.1. Кругообіг азоту ...............................................................................................................................................................53 6.2. Кругообіг вуглецю .........................................................................................................................................................53
Н
Розділ 7. Мікрофлора тіла людини...........................................................................................................................54 7.1. Значення нормальної мікрофлори .......................................................................................................................54 7.2. Шкіра ...................................................................................................................................................................................55 7.3. Дихальні шляхи ..............................................................................................................................................................55 7.4. Шлунково-кишковий канал ......................................................................................................................................55 7.5. Сечостатеві органи .......................................................................................................................................................56
3
Розділ 8. Санітарна мікробіологія ............................................................................................................................57 8.1. Санітарно-показові мікроорганізми.....................................................................................................................57 8.2. Кількісні показники мікробного забруднення .................................................................................................57 8.4. Мікрофлора ґрунту .......................................................................................................................................................57 8.5. Мікрофлора повітря.....................................................................................................................................................58 8.6. Мікрофлора води ..........................................................................................................................................................59
20 17
Розділ 9. Вплив факторів зовнішнього середовища на мікроорганізми..........................................60 9.1. Дія фізичних факторів .................................................................................................................................................60 9.2. Дія хімічних факторів...................................................................................................................................................61 9.3. Дія біологічних факторів ............................................................................................................................................61
И ГА
Розділ 10. Генетика мікроорганізмів ......................................................................................................................62 10.1. Гени бактерій.................................................................................................................................................................62 10.2. Реплікація .......................................................................................................................................................................62 10.3. Транскрипція і трансляція ......................................................................................................................................63 10.4. Мутації..............................................................................................................................................................................63 10.5. Генетичні взаємодії у бактерій ..............................................................................................................................64 10.6. Генетичні технології, що використовуються у генній інженерії, геноідентифікації мікроорганізмів, генодіагностиці інфекційних хвороб .......................................................................................65
Розділ 11. Патогенність та вірулентність мікроорганізмів........................................................................69 11.1. Основні фактори вірулентності ............................................................................................................................69 11.2. Фактори вірулентності мікроорганізмів порожнини рота ......................................................................71 11.3. Інфекція та інфекційний процес...........................................................................................................................71 11.4. Форми інфекції .............................................................................................................................................................73
КН
Розділ 12. Вчення про імунітет ...................................................................................................................................75 12.1. Неспецифічні фактори резистентності .............................................................................................................75 12.2. Імунітет. Імунна система організму .....................................................................................................................84 12.3. Серологічні реакції та їх використання ..........................................................................................................104 12.4. Імунопрофілактика інфекційних хвороб........................................................................................................111
О ВА
Розділ 13. Антибіотики та хіміопрепарати ........................................................................................................116 13.1. Антибіотики .................................................................................................................................................................116 13.2. Синтетичні антимікробні засоби........................................................................................................................120 13.3. Побічна дія протимікробних засобів ...............................................................................................................122 13.4. Стійкість мікроорганізмів до антибіотиків ....................................................................................................122 13.5. Ступінь чутливості мікроорганізмів до антибіотиків ...............................................................................123 13.6. Основні принципи протимікробної хіміотерапії ........................................................................................124 13.7. Особливості застосування антибіотиків у стоматологічній практиці ...............................................124
Н
Розділ 14. Методи мікробіологічної діагностики, що застосовуються у стоматологічній практиці ........................................................................................................................................126 14.1. Потреба в мікробіологічних дослідженнях ..................................................................................................126 14.2. Вибір напрямку досліджень.................................................................................................................................126 14.3. Взяття матеріалу ........................................................................................................................................................127 14.4. Транспортування матеріалу .................................................................................................................................128 14.5. Мікроскопічний метод діагностики .................................................................................................................130 14.6. Мікробіологічний метод діагностики ..............................................................................................................130
4
Частина ІІ Спеціальна мікробіологія
20 17
14.7. Метод біопроби (експериментальний) у діагностиці інфекційних хвороб ....................................134 14.8. Виявлення антигенів мікроорганізмів у клінічному матеріалі.............................................................134 14.9. Виявлення генетичного матеріалу збудника в клінічному матеріалі................................................134 14.10. Серологічна діагностика .....................................................................................................................................135
И ГА
Розділ 15. Стафілококи. Захворювання порожнини рота й одонтогенні процеси, викликані стафілококами............................................................................................................................................138 15.1. Біологічні властивості .............................................................................................................................................138 15.2. Фактори вірулентності ...........................................................................................................................................139 15.3. Патогенна дія ..............................................................................................................................................................139 15.4. Чутливість до антимікробних препаратів .....................................................................................................139 15.5. Стоматологічні захворювання, що викликаються стафілококами .....................................................140 15.6. Мікробіологічна діагностика ...............................................................................................................................140 15.7. Лікування ......................................................................................................................................................................141 15.8. Стоматококи і мікрококи .......................................................................................................................................141
КН
Розділ 16. Стрептококи. Стрептококи порожнини рота. Карієсогенні стрептококи ................144 16.1. Біологічні властивості .............................................................................................................................................144 16.2. Фактори патогенності .............................................................................................................................................144 16.3. Патогенні види й захворювання, що ними викликаються .....................................................................145 16.4. S. pneumoniae (пневмокок) ...................................................................................................................................145 16.5. Стрептококи ротової порожнини......................................................................................................................146 16.6. Ентерококи ..................................................................................................................................................................146 16.7. Мікробіологічна діагностика стрептококових процесів ........................................................................146
О ВА
Розділ 17. Нейсерії та інші грамнегативні бактерії порожнини рота (мораксели, ацинетобактерії, вейлонели).....................................................................................................................................150 17.1. Нейсерії .........................................................................................................................................................................150 17.2. Рід Acinetobacter .........................................................................................................................................................153 17.3. Рід Veillonella ................................................................................................................................................................153
Н
Розділ 18. Патогенні ентеробактерії. Методи діагностики, специфічна профілактика та лікування кишкових інфекцій. Ентеробактерії-збудники хвороб порожнини рота ..........155 18.1. Таксономія, розповсюдження .............................................................................................................................155 18.2. Морфологія..................................................................................................................................................................155 18.3. Культуральні властивості ......................................................................................................................................155 18.4. Біохімічні властивості .............................................................................................................................................155 18.5. Антигенні властивості .............................................................................................................................................156 18.6. Фактори патогенності .............................................................................................................................................156 18.7. Епідеміологія та екологія ......................................................................................................................................156 18.8. Патогенез та особливості клініки ......................................................................................................................157 18.9. Мікробіологічна діагностика кишкових інфекцій ......................................................................................157 18.10. Лікування хвороб, що викликаються ентеробактеріями .....................................................................159 18.11. Специфічна профілактика кишкових інфекцій .........................................................................................159
5
Розділ 19. Умовно-патогенні ентеробактерії ...................................................................................................160 19.1. Клебсієли ......................................................................................................................................................................160 19.2. Протеї .............................................................................................................................................................................160
20 17
Розділ 20. Збудник чуми ...............................................................................................................................................162 20.1. Морфологія..................................................................................................................................................................162 20.2. Культуральні властивості ......................................................................................................................................162 20.3. Біохімічні та антигенні властивості ...................................................................................................................162 20.4. Фактори вірулентності ...........................................................................................................................................162 20.5. Епідеміологія та екологія ......................................................................................................................................162 20.6. Патогенез і клініка ....................................................................................................................................................163 20.7. Мікробіологічна діагностика ...............................................................................................................................163 20.8. Лікування ......................................................................................................................................................................163 20.9. Специфічна профілактика.....................................................................................................................................163
И ГА
Розділ 21. Збудник холери ..........................................................................................................................................164 21.1. Морфологія..................................................................................................................................................................164 21.2. Культуральні властивості ......................................................................................................................................164 21.3. Біохімічні властивості .............................................................................................................................................164 21.4. Антигенні властивості .............................................................................................................................................164 21.5. Токсигенність ..............................................................................................................................................................164 21.6. Епідеміологія та екологія ......................................................................................................................................165 21.7. Патогенез, клініка .....................................................................................................................................................165 21.8. Мікробіологічна діагностика ...............................................................................................................................165 21.9. Лікування тпа профілактика ................................................................................................................................166
КН
Розділ 22. Збудник сибірки .........................................................................................................................................167 22.1. Загальні властивості ................................................................................................................................................167 22.2. Епідеміологія та патогенність..............................................................................................................................167 22.3. Мікробіологічна діагностика ...............................................................................................................................168
Н
О ВА
Розділ 23. Збудник дифтерії .......................................................................................................................................169 23.1. Таксономія, розповсюдження .............................................................................................................................169 23.2. Морфологія..................................................................................................................................................................169 23.3. Культуральні властивості ......................................................................................................................................169 23.4. Біохімічні властивості .............................................................................................................................................169 23.5. Антигенні властивості .............................................................................................................................................169 23.6. Токсигенність ..............................................................................................................................................................169 23.7. Епідеміологія...............................................................................................................................................................170 23.8. Патогенез та клініка .................................................................................................................................................170 23.9. Мікробіологічна діагностика ...............................................................................................................................170 23.10. Імунітет ........................................................................................................................................................................170 23.11. Лікування....................................................................................................................................................................170 23.12. Профілактика ...........................................................................................................................................................171 23.13. Коринебактерії порожнини рота ....................................................................................................................171 Розділ 24. Гемофільні бактерії ..................................................................................................................................172 24.1. Бордетели.....................................................................................................................................................................172 24.2. Haemophіlus influenzae ............................................................................................................................................173 24.3. Aggregatibacter actinomycetemcomitans ...........................................................................................................173 24.4. Eikenella corrodens ......................................................................................................................................................174 6
Розділ 25. Мікобактерії .................................................................................................................................................175 25.1. Збудники туберкульозу. Біологічні властивості..........................................................................................175 25.2. Мікобактеріози ..........................................................................................................................................................178 25.3. Збудник прокази .......................................................................................................................................................178
20 17
Розділ 26. Патогенні спорові анаероби ...............................................................................................................180 26.1. Збудник правцю. Загальні властивості............................................................................................................180 26.2. Збудники газової гангрени ...................................................................................................................................182 26.3. Збудник ботулізму ....................................................................................................................................................184
И ГА
Розділ 27. Збудники неклостридіальних анаеробних інфекцій. Неклостридіальні анаероби – збудники захворювань зубів та порожнини рота ..............................................................187 27.1. Рід Peptostreptococcus ..............................................................................................................................................187 27.2. Рід Bacteroides .............................................................................................................................................................187 27.3. Рід Porphyromonas .....................................................................................................................................................187 27.4. Рід Prevotella.................................................................................................................................................................188 27.5. Рід Fusobacterium .......................................................................................................................................................188 27.6. Мікробіологічні дослідження при неклостридіальній анаеробній інфекції .................................188 27.7. Антимікробні препарати .......................................................................................................................................189 Розділ 28. Патогенні спірохети – трепонеми, борелії, лептоспіри. Спірохети порожнини рота.........................................................................................................................................191 28.1. Трепонеми. Збудник сифілісу ..............................................................................................................................191 28.2. Трепонеми порожнини рота................................................................................................................................194 28.3. Борелії ............................................................................................................................................................................194 Розділ 29. Мікоплазми ...................................................................................................................................................197
КН
Розділ 30. Хламідії ............................................................................................................................................................198 30.1. Chlamydophila psittaci ..............................................................................................................................................198 30.2. Chlamydia trachomatis ..............................................................................................................................................198 30.3. Chlamydophyla pneumoniae ...................................................................................................................................198 30.4. Мікробіологічна діагностика хламідіозів ......................................................................................................198 30.5. Лікування ......................................................................................................................................................................199
О ВА
Розділ 31. Патогенні актиноміцети. Актиномікоз порожнини рота ...................................................200 31.1. Патогенні види актиноміцетів .............................................................................................................................200 Розділ 32. Патогенні гриби ..........................................................................................................................................203 32.1. Систематика та морфологія .................................................................................................................................203 32.2. Значення грибів у патології людини ................................................................................................................203
Н
Частина ІІІ Загальна та спеціальна вірусологія
Розділ 33. Загальна вірусологія ...............................................................................................................................209 33.1. Особливості біології вірусів .................................................................................................................................209 33.2. Взаємодія вірусів з клітинами .............................................................................................................................211 33.3. Методи культивування вірусів ............................................................................................................................212 33.4. Патогенез вірусних інфекцій................................................................................................................................218 33.5. Епідеміологія вірусних інфекцій ........................................................................................................................219 7
33.6. Особливості імунітету при вірусних інфекціях............................................................................................219 33.7. Методи вірусологічної діагностики ..................................................................................................................222 33.8. Специфічна профілактика вірусних інфекцій ..............................................................................................224 33.9. Лікування вірусних інфекцій ................................................................................................................................224
20 17
Розділ 34. Спеціальна вірусологія ..........................................................................................................................227 34.1. Основи класифікації вірусів .................................................................................................................................227 34.2. РНК-вмісні віруси ......................................................................................................................................................227 34.3. Віруси гепатитів .........................................................................................................................................................242 34.4. ДНК-вмісні віруси ......................................................................................................................................................249 Розділ 35. Віруси бактерій – бактеріофаги ........................................................................................................255 35.1. Морфологія..................................................................................................................................................................255 35.2. Взаємодія з бактеріальною клітиною ..............................................................................................................255 35.3. Практичне використання бактеріофага .........................................................................................................256 Розділ 36. Пріони ..............................................................................................................................................................258
И ГА
Розділ 37. Мікрофлора ротової порожнини .....................................................................................................261 37.1. Значення нормальної мікрофлори ...................................................................................................................261 37.2. Основні види та угруповання мікрофлори ротової порожнини ........................................................262 37.3. Екосистеми порожнини рота ..............................................................................................................................267 37.4. Роль мікрофлори порожнини рота в розвитку загальних хвороб організму ...............................276
КН
Розділ 38. Мікробіологія карієсу зубів ................................................................................................................281 38.1. Патогенез карієсу......................................................................................................................................................281 38.2. Фактори організму ...................................................................................................................................................282 38.3. Мікроорганізми й карієс........................................................................................................................................282 38.4. Профілактика карієсу зубів ..................................................................................................................................287 Розділ 39. Мікробіологія хвороб пародонта ....................................................................................................290 39.1. Екологія ясенної щілини ........................................................................................................................................290 39.2. Етіологія хвороб пародонта .................................................................................................................................290 39.3. Мікроорганізми та хвороби пародонта..........................................................................................................291
О ВА
Розділ 40. Особливості мікрофлори при хронічних гінгівітах і пародонтитах............................295 40.1. Хронічний гінгівіт......................................................................................................................................................295 40.2. Хронічний пародонтит ...........................................................................................................................................296
Н
Розділ 41. Гнійно-запальні захворювання альвеол і пародонта..........................................................301 41.1. Клінічні прояви ..........................................................................................................................................................302 41.2. Мікробіологія..............................................................................................................................................................302 41.3. Лікування ......................................................................................................................................................................302 41.4. Пародонтальний абсцес ........................................................................................................................................302 41.5. Остеомієліт щелеп ....................................................................................................................................................303 41.6. Ангіна Людвіга ............................................................................................................................................................304 Розділ 42. Запальні процеси слизової порожнини рота і слинних залоз........................................306 42.1. Кандидоз порожнини рота ...................................................................................................................................306 42.2. Ураження порожнини рота при глибоких мікозах ....................................................................................308 42.3. Вірусні захворювання порожнини рота .........................................................................................................309
8
Розділ 43. Інфекційні ураження слинних залоз..............................................................................................312 43.1. Бактерійні запальні процеси ..............................................................................................................................312 43.2. Вірусні інфекції слинних залоз. Вірусний епідемічний паротит ..........................................................313 43.3. Ураження слинних залоз при ВІЛ-інфекції/ СНІДі ......................................................................................313 43.4. Цитомегаловірусна інфекція................................................................................................................................313 Розділ 44. Мікробіологічний контроль у стоматологічних установах ..............................................315
20 17
Розділ 45. Профілактика заражень у стоматологічній практиці..........................................................316 45.1. Особливості профілактики заражень у стоматологічній практиці ....................................................316 45.2. Оцінка пацієнта як можливого джерела інфекції.......................................................................................316 45.3. Заходи щодо попередження інфікування персоналу ..............................................................................317 45.4. Стерилізація ................................................................................................................................................................320 45.5. Дезінфекція ..................................................................................................................................................................324 45.6. План кабінету й безпека роботи ........................................................................................................................329
И ГА
Розділ 46. Клінічна мікробіологія для стоматологів ...................................................................................331 46.1. Клінічна мікробіологія інфекцій органів дихання .....................................................................................331 46.2. Інфекції серцево-судинної системи ..................................................................................................................337 46.3. Інфекції нервової системи ....................................................................................................................................343 46.4. Інфекційні ураження опорно-рухового апарату ........................................................................................346 46.5. Інфекції сечостатевих шляхів та нирок ...........................................................................................................348 46.6. Клінічна мікробіологія кишкових інфекцій ...................................................................................................353 Література .............................................................................................................................................................................358
Н
О ВА
КН
Додаток...................................................................................................................................................................................360
9
Передмова
20 17
мікробного фактора в розвитку інфекційних чи неінфекційних захворювань мікробного генезу в організмі людини необхідне для проведення коректної діагностики патологічного процесу, а також розробки та умов застосування засобів протимікробної терапії та профілактики. Стоматологія – галузь медицини, яка інтенсивно розвивається і характеризується високим рівним наукоємкості. Застосування високих технологій у стоматології, в тому числі в ортопедичній галузі, ґрунтується на результатах наукових досліджень з урахуванням мікробіологічних характеристик, передбачає повну діагностику стоматологічного статусу та оцінку стану здоров’я людини в цілому. Тому кваліфікована робота лікаря-стоматолога вимагає мікробіологічних знань та розуміння імунологічних процесів як при діагностиці інфекційних захворювань, так і при встановленні мікробіологічного діагнозу захворювань зубів або інших патологічних станів у ротовій порожнині.
Н
О ВА
КН
И ГА
Організм людини – відкрита система для взаємодії з факторами довкілля, нормальне функціонування якої неможливе без зворотного зв’язку з біотичними факторами її природних біотопів. До таких біотопів належать шкіра, органи верхніх дихальних шляхів, органи генітального тракту жінки, порожнинні органи травного каналу, одним із найважливіших серед яких є ротова порожнина. Зміни з боку слизової оболонки рота і зубів є віддзеркаленням стану організму в цілому. З іншого боку, стоматологічні захворювання розвиваються на тлі патологічних змін або парафізіологічних зсувів з боку інших органів та систем. Причому, до появи будь-яких хвороб з локалізацією в ротовій порожнині не може не бути задіяною симбіонтна мікрофлора цього потужного біотопу. Крім того, розвиток стоматологічної патології відбувається на тлі пошкодження імунологічних бар’єрів, які мають свої особливості у ротовій порожнині. Дослідження з боку мікробологічних змін у ротовій порожнині, а також участь
10
Перелік умовних скорочень Латинський алфавіт MRSA
meticilinoresistente S. aureus (метицилінрезистентний S. aureus) MRSE meticilinoresistente S. epidermidis (метицилінрезистентний S. epidermidis) MSA Mitis Salivarius Agar (агар для S. mitis та S. salivarius) MАМР microbe-associated molecular patterns (мікроорганізм-асоційовані молекулярні образи) mРНК інформаційна (матрична) РНК N Neuraminidase (нейрамінідаза) NAD Nicotinamide adenine dinucleotide (НАД) (нікотинамідаденіндинуклеотид) NADP Nicotinamide adenine (НАДФ) dinucleotide phosphate (нікотинамідаденіндинуклеотидфосфат) NK natural killer (натуральні кілери) NST nitroblue tetrazolium test (нітросиній-тетразолій тест) PCR polymerase chain reaction (ПЛР) (полімеразна ланцюгова реакція) PPD protein purified derivat (туберкулін, сучасний препарат туберкуліну) PRR pattern-recognition receptor (образ-розпізнаючий рецептор) SARS Severe Acute Respiratory Syndrome (важкий гострий респіраторний синдром) SIgA secretory immunoglobulin A (секреторні імуноглобуліни класу А) SLPI secretory leukocyte protease inhibitor (інгібітор протеази лейкоцитів слини) TGF transforming growth factor (ТФР) (трансформуючий фактор росту) Th Т-helper (Т-хелпер) TLR антигенспецифічні рецептори TNF tumor necrosis factor (ФНП) (фактор некрозу пухлин) TTV transfusion transmitted virus (вірус, що передається при переливанні крові)
20 17
константа седиментації білків рибосом APC antigen-presenting cells (антигенпрезентуючі клітини) BCG Bacille Calmette – Guerin (жива суха (БЦЖ) атенуйована вакцина БЦЖ) C комплемент CD Clusters of Differentiation (кластери диференціації) CRE карбапенеморезистентні ентеробактерії DLM dosis letalis minima (мінімальна летальна доза) EBV Epstein – Barr Virus (вірус Епштейна – Барр) EСНО Enteric Cytopathic Human Orphan (віруси ЕСНО) FITC fluorescein isothiocyanate (ізотіоціанат флуоресцеїну) GAS-Pack анаеростати вакуумні або заповнені спеціальними газовими сумішами без кисню H hemagglutinin (гемаглютинін) HAAg антиген, специфічний для вірусу гепатиту A HAV вірус гепатиту A HBV вірус гепатиту В HBsAg антигени, специфічні для вірусу HBeAg гепатиту В HbсAg HСV вірус гепатиту С HDAg антиген, специфічний для вірусу гепатиту D HDV вірус гепатиту D HGV вірус гепатиту G HLA Human Leukocyte Antigens (лейкоцитарні антигени людини) Ig імуноглобуліни IPS intracellular polysaccharides (внутрішньоклітинні полісахариди) MAC membrane attack complex (МАК) (мембраноатакуючий комплекс) MALT mucosa-associated lymphoid tissue (МАЛТ) (мукозо-асоційована лімфатична тканина) MHC Major Histocompatibility Complex (головний комплекс гістосумісності)
Н
О ВА
КН
И ГА
70S
11
Український алфавіт МПЖ МФА ПАСК РА РБН РБТЛ
м’ясо-пептонна желатина метод флюоресцентних антитіл парааміносаліцилова кислота реакція аглютинації реакція біологічної нейтралізації реакція бласттрансформації лімфоцитів РГ реакція імунного гемолізу РГА реакція гемаглютинації РЗГА реакція затримки (гальмування) (РГГА) гемаглютинації РЗГадс реакція затримки гемадсорбції РЗК реакція зв’язування комплементу РІА радіоімунний аналіз РЛА реакція латекс-аглютинації РН реакція нейтралізації РН ЦПД реакція нейтралізації цитопатичної дії вірусів РНГА реакції непрямої гемаглютинації РНК рибонуклеїнова кислота РП реакція преципітації РТБЛ реакція бласттрансформації лімфоцитів РЯЩ рідина ясенної щілини СЕМ скануюча електронна мікроскопія СІП системи індикаторні паперові СМР спинномозкова рідина СНІД синдром набутого імунодефіциту СОПР слизова оболонка порожнини рота СПМ санітарно-показові мікроорганізми ТАВТ вакцина, що містить правцевий анатоксин і корпускулярні тифопаратифозні вакцини ТЛ Т-лімфоцити Тс цитотоксичні лімфоцити ТЦБС поживне середовище для культивування холерних вібріонів УФ ультрафіолетові промені ФАД флавінаденіндинуклеотид ФІТЦ флюоресцеїнізотіоціанат ХАО хоріоналантоїсна оболонка ХКЯ Хвороба Крейцфельда – Якоба ЦІК циркулюючі імунні комплекси ЦПД цитопатогенна дія ЦПЕ цитопатогенний ефект ЦПМ цитоплазматична мембрана ША шоколадний агар ШКТ шлунково-кишковий тракт
20 17
антиген очищений дифтерійний анатоксин очищений дифтерійний анатоксин, що містить зменшену кількість анатоксину АДП очищений дифтерійний анатоксин, що містить лише дифтерійний та правцевий анатоксини АКДП адсорбована на гідроокисі алюмінію завись убитих коклюшних бактерій та правцевий і дифтерійний анатоксини АКДП адсорбована коклюшнодифтерійно-правцева вакцина АО найменша кількість сироватки, що нейтралізує 100 DLM токсину АСГ антистрептогіалуронідаза АСЛО антистрептолізин О АТФ аденозинтрифосфат БГКП бактерії групи кишкової палички ВІЛ вірус імунодефіциту людини ГІНК похідні гідразинів ізонікотинової кислоти ГНВГ гострий некротично-виразковий гінгівіт ГЧНТ гіперчутливість негайного типу ГЧСТ реакція гіперчутливості сповільненого типу ДДС 4.4-діамінодифенілсульфон ДНК дезоксирибонуклеїнова кислота ЕГКП ентерогеморагічна кишкова паличка ЕІКП ентероінвазивна кишкова паличка ЕПКП ентеропатогенна кишкова паличка ЕТКП ентеротоксигенна кишкова паличка ЖСА жовтково-сольовий агар ЗМЧ загальне мікробне число ІК імунні комплекси ІЛ (IL) інтерлейкіни ІФА імуноферментний аналіз ІФН (IFN) інтерферони КА кров’яний агар КЕ курячі ембріони КУО колонієутворююча одиниця ЛПС ліпополісахариди ЛТ (LT) лімфотоксини МО міжнародні одиниці МПА м’ясо-пептонний агар МПБ м’ясо-пептонний бульйон
Н
О ВА
КН
И ГА
Аг АД АД-М
12
20 17 И ГА КН
Частина ІІ
Н
О ВА
Спеціальна мікробіологія
Стафілококи. Захворювання порожнини рота й одонтогенні процеси, викликані стафілококами
Розділ
Стафілококи – збудники гнійно-запальних процесів, що можуть переходити у септичні стани; є одним із тих інфекційних агентів, які у стоматології спричиняють патологію, небезпечну для життя пацієнта. Вони належать до родини Micrococcaceae; крім них, до цієї родини входять роди Micrococcus та Stomatococcus, окремі види яких мають медичне значення.
И ГА
15.1. Біологічні властивості
значення має визначення розкладу маніту та глюкози в анаеробних умовах. Стафілококи є одними з найстійкіших неспорових бактерій, що зумовлює можливість їх передачі в лікарняних умовах через ужиткові предмети та повітрянопиловим шляхом. Добре переносять висушування, нагрівання до 70–80 °С витримують 20–30 хвилин, при 150 °С гинуть за 10 хвилин, резистентні до дії чистого етанолу. Менш резистентні до дії дезінфікуючих речовин. На шкірі, слизових оболонках і в носових ходах людини виявлено 14 видів стафілококів із 27 відомих. Найчастіше від людей виділяються три види – S. аureus (золотистий стафілокок), S. epidermidis (епідермальний стафілокок), S. saprophyticus (сапрофітний стафілокок). S. аureus вважається патогенним видом. S. epidermidis – умовно-патогений вид, є представником нормальної флори людини, часто виділяється із порожнини рота, проте за певних умов може викликати патологічні процеси. S. saprophyticus, також умовно-патогенний вид, населяє слизові сечостатевих органів і може спричиняти відповідні гнійно-запальні процеси. Основні диференційні тести для вказаних трьох видів – продукція ферменту плазмокоагулази (S. аureus), розклад маніту в анаеробних умовах (S. аureus), розкладання глюкози в анаеробних умовах (S. аureus, S. epidermidis). S. saprophyticus не продукує плазмокоагулази і не розкладає вуглеводів. Видоспецифічними антигенами є тейхоєві кислоти: для S. aureus – ребіттейхоєві, для S. epidermidis – гліцеринтейхоєві. S. aureus містить також специфічний антиген – протеїн А.
20 17
15
Н
О ВА
КН
Біологічні властивості (типовий вид S. aureus). Є нерухомими коками діаметром 0,5–1,5 мкм, які в мазках розташовуються поодиноко, попарно або групами (гроно винограду), спор і капсул не утворюють (рис. 15.1). Факультативні анаероби, ростуть на звичайних середовищах, витримуючи концентрацію 5–10 % NaCl. В аеробних умовах колонії забарвлюються в золотисто-жовтий, лимонно-жовтий або білий колір завдяки ліпохромному пігменту. На рідких середовищах утворюють осад, середовище рівномірно скаламучується. Біохімічно активні, диференціальне
Рис. 15.1. S. aureus у клінічному матеріалі 138
15.3.1. Епідеміологія
Джерелом інфекції є хвора людина або носій. Часто гнійні захворювання розвиваються внаслідок автоінфекції. Носійство патогенних стафілококів досить поширене. Особливе значення має поширення стафілококової інфекції в лікарняних установах (внутрішньолікарняна інфекція). Як правило, в умовах лікарень носіями S. аureus є медичний персонал, інфекція може передаватися повітряно-крапельним шляхом, через руки при медичних маніпуляціях, через медичну апаратуру (наркозні апарати), обладнання, предмети догляду за хворим. Під час спалаху стафілококової інфекції патогенні штами виділяють з постільної білизни, з поверхні меблів та стін, із сантехнічного обладнання, з повітря. Внутрішньолікарняні штами стафілококів характеризуються підвищеною резистентністю до антибіотиків.
Н
О ВА
КН
И ГА
Фактори вірулентності стафілокока залежать від групи генів бактеріальної хромосоми (13–16 генів). Адгезія на клітинних структурах організму залежить від генів cna та icaА. Стафілококи продукують ряд токсинів. Екзотоксини-гемолізини кодуються генами hla, hlb, hlg (α-, β-, γ-, гемолізини). Серед них найбільш вірулентним є α-гемолізин, що продукується S. аureus. Цей токсин має летальну дію (після введення спричиняє швидку загибель експериментальних тварин), дермонекротичну дію (викликає змертвіння шкіри на місці введення), а також руйнує лейкоцити (лейкоцидин). S. аureus продукує епідермолітичний токсин ексфоліатин (ген sdr), який викликає відшарування епідермісу з утворенням пухирів. Такі явища спостерігаються при стафілококовій інфекції у новонароджених дітей, яка загрожує їхньому життю (пухирчатка новонароджених – пемфігус). Клітини окремих штамів S. аureus містять білковий токсин – фактор токсичного шоку (ген tst). Його дія проявляється при масивному розмноженні токсигенного стафілокока у закритій порожнині, наприклад, при гінекологічно-акушерській патології. Симптомами небезпечного для життя стафілококового токсичного шоку є падіння кров’яного тиску, підвищення температури, задишка, діарея, висипання на шкірі, набряк і некроз тканин. Ентеротоксин (ген sea) виділяють штами S. аureus, які спричиняють харчові отруєння. Токсигенність стафілококів є штамовою характеристикою, тобто існують високотоксигенні штами і штами з низькою токсигенністю.
уражувати всі тканини та органи людини. Основні клінічні форми стафілококових процесів – гнійно-запальні ураження шкіри, підшкірної клітковини, кісткового мозку (остеомієліт), абсцеси внутрішніх органів, гнійна інфекція післяопераційних і посттравматичних ран. Вказані процеси схильні до генералізації з розвитком сепсису та септикопіємії. Стафілококи є основною причиною сепсису у новонароджених (пупковий сепсис). Штами, які продукують ентеротоксин, спричиняють харчові отруєння – переважно продуктами з високим вмістом вуглеводів (торти, креми).
20 17
15.2. Фактори вірулентності
15.3. Патогенна дія Стафілококи здатні викликати близько 100 нозологічних форм інфекцій, можуть
15.4. Чутливість до антимікробних препаратів Антибіотикорезистентність стафілококів контролюється генами, розміщеними у бактеріальній хромосомі або в плазмідах (R-плазміди). Механізми резис139
15.5. Стоматологічні захворювання, що викликаються стафілококами
20 17
Стафілококи, особливо S. аureus, викликають гнійно-запальні процеси щелепно-лицевої ділянки та порожнини рота (фурункули, абсцеси, флегмони), які можуть ускладнитися остеомієлітом щелеп, гнійним ураженням тканин основи черепа (абсцес крило-піднебінної ямки), тромбофлебітом вен основи черепа. При генералізації інфекції розвивається одонтогенний сепсис і септикопіємія з розвитком абсцесів мозку та внутрішніх органів. Такі процеси становлять безпосередню загрозу для життя пацієнта. Виділення S. аureus із порожнини рота свідчить про виражений дисбактеріоз, особливо при поєднанні з грибами Candida.
Н
О ВА
КН
И ГА
тентності полягають у продукції ферментів, що руйнують антибіотики, – пеніцилінази кількох типів. Чутливими до стафілококових пеніциліназ є природні та напівсинтетичні пеніциліни, за винятком оксациліну, клоксациліну, диклоксациліну та пеніцилінового антибіотика останнього покоління – темоциліну. Стійкими до стафілококових бета-лактамаз є цефалоспорини першого та другого поколінь. Інший тип стійкості до антибіотиків, виявлений у стафілококів, – множинна резистентність, зумовлена блокадою транспорту молекул антибіотиків усередину клітини. Такі стафілококи називають метицилінорезистентними, оскільки вони не чутливі до групи антибіотиків: метициліну, оксациліну, клоксациліну. У науковій літературі їх позначають як MRSA (meticilinoresistente S. aureus) або MRSE (meticilinoresistente S. epidermidis). Вказаний тип резистентності залежить від гена mecA. Такі штами резистентні практично до всіх антибіотиків, за винятком ванкоміцину, тейкопланіну, фузидинової кислоти і частково – рифампіцину. Метицилінорезистентні штами часто виділяються при внутрішньолікарняних спалахах стафілококової інфекції. Останніми роками набувають поширення штами стафілокока, резистентні до ванкоміцину. Встановлено, що ген резистентності до ванкоміцину (vanA) передався до стафілококів від ентерококів, природно резистентних до цього антибіотика. Виділено штами стафілококів з комбінованими генами токсигенності та резистентності до антибіотиків. Такі штами становлять дуже серйозну клінічну небезпеку, їх відносять до “супербактерій”. Ванкоміцинорезистентні штами чутливі до антибіотика лінезоліду.
140
15.6. Мікробіологічна діагностика Основний метод діагностики стафілококових інфекцій – бактеріологічний: виділення та ідентифікація чистої культури, визначення її чутливості до антимікробних засобів. Матеріал для дослідження – гнійні виділення, вміст рани та ін. Засівають на кров’яний агар (КА) (для виявлення гемолітичних властивостей) і на жовтково-сольовий (для визначення лецитиназної активності). Кров при підозрі на сепсис забирають із ліктьової вени, дотримуючись правил стерильності (10–20 мл) і засівають у флакон із двокомпонентним середовищем (цукровий бульйон – цукровий агар), після появи росту пересівають на КА і ЖСА. На вказаних середовищах колонії стафілокока можуть забарвлюватися пігментом, довкола них виявляють зони гемолізу та лецитиназної активності. Після пересіву на похилий агар одержують чисту культуру
Генодіагностика
15.7. Лікування
15.8. Стоматококи і мікрококи
И ГА
Розвиток технологій медично-біологічних досліджень дає можливість виявляти гени токсигенності та гени резистентності стафілококів безпосередньо в клінічному матеріалі або у виділених чистих культурах. В основі таких технологій лежать різні модифікації полімеразної ланцюгової реакції.
застосовують анатоксин, одержаний зі стафілококового екзотоксину, обробленого формаліном. В окремих випадках, наприклад, при хронічному остеомієліті щелеп, використовують автовакцину, виготовлену із штаму стафілокока, виділеного від хворого. Імунітет після перенесеної стафілококової інфекції короткотривалий і ненапружений, тому ефективних вакцинних препаратів немає. Велике значення для профілактики внутрішньолікарняних інфекцій має виявлення носіїв патогенних стафілококів, їх лікування, строге дотримання санітарно-гігієнічних правил, заходів асептики та антисептики.
20 17
і вивчають біохімічні властивості (розкладання маніту, глюкози), токсигенність, чутливість до антибіотиків і бактеріофагів (фаготип). Відомо кілька десятків стафілококових бактеріофагів, конкретний штам чутливий до деяких з них. Як правило, штами одного походження чутливі до тих самих бактеріофагів. Встановивши фаготип штамів, виділених від хворих, від персоналу чи із довкілля, можна виявити джерело інфекції.
Н
О ВА
КН
Основа антимікробного лікування стафілококових процесів – антибіотики, які призначають на підставі антибіотикограми, переважно цефалоспорини першогодругого поколінь, макроліди. При виявленні пеніциліназоактивних стафілококів призначають оксоцилін чи клоксацилін або амінопеніциліни з інгібіторами пеніциліназ (амоксиклав). Якщо виявлено штам з множинною резистентністю, призначають ванкоміцин, фузидинову кислоту. З лікувальною метою можна використати полівалентні бактеріофаги, які діють на різні фаготипи стафілокока, особливо при хворобах, викликаних резистентними штамами стафілокока. З метою нейтралізації стафілококових токсинів пацієнтам вводять протистафілококовий імуноглобулін із крові донорів або з плацентарної крові. Для підняття імунної реактивності при затяжних або хронічних стафілококових інфекціях
До роду Stomatococcus віднесено бактерії, що мають сферичну форму; розмір 0,9–1,3 мкм; у мазках розташовуються парами або по 4 клітини; нерухомі, мають капсулу; є факультативними анаеробами, каталазо- та оксидазонегативні. На поживних середовищах утворюють крупні слизисті або білі гладенькі колонії, без зони гемолізу; колонії важко знімаються з середовища. На відміну від стафілококів, не ростуть на середовищі з 5 % NaCl. Медичне значення має лише S. mucitagenosis, що входить до складу нормальної мікрофлори ротової порожнини, але може спричиняти гнійно-запальні процеси, сепсис, ендокардит. Представники роду Micrococcus (мікрококи) входять до складу нормальної флори організму людини, зокрема порожнини рота. Деякі види мають антагоністичну дію щодо інших бактерій ротової порожнини, проте мікрококи можуть спричиняти бактеріємію і сепсис при використанні забруднених судинних катетерів та ін’єкційних голок. На відміну від стафілококів, не розкладають глюкози в анаеробних умовах. 141
Схема мікробіологічної діагностики стафілококових інфекцій Матеріал
Гній, ексудат, слиз із бронхів, зіва, носа
1 етап
Бактеріоскопічне дослідження, мазки за Грамом
Кров при сепсисі
2 етап
Пересів на кров’яний агар
Посів
ЖСА
Кров’яний агар
И ГА
Відповідь
Посів на цукровий бульйон
20 17
Бактеріологічне дослідження
Колонії
Фаготип
Н
4 етап
142
Гемоліз
Пересів на похилий агар
О ВА
3 етап
Мазок за Грамом
КН
Лецитиназна активність
Колонії, гемоліз
Пересів на ряд Гіса
Чиста культура
Чутливість до антибіотиків
Облік результатів
Відповідь
Мазок за Грамом
Плазмокоагулаза
РЕЗЮМЕ
20 17
абсцеси, флегмони), які можуть ускладнитися остеомієлітом щелеп, гнійним ураженням тканин основи черепа (абсцес крило-піднебінної ямки), тромбофлебітом вен основи черепа. При генералізації процесу розвиваються септичні стани. Штами-продуценти ентеротоксину спричиняють харчові отруєння. Мікробіологічна діагностика. Основний метод діагностики стафілококових інфекцій – бактеріологічний: виділення та ідентифікація чистої культури, визначення її чутливості до антимікробних засобів. Лікування стафілококових процесів – антибіотики, які призначають на основі антибіотикограми. При виявленні пеніциліназоактивних стафілококів призначають оксоцилін чи клоксацилін або амінопеніциліни з інгібіторами пеніциліназ (амоксиклав). Якщо виявлено штам із множинною резистентністю, призначають ванкоміцин, фузидинову кислоту. З лікувальною метою можна використати полівалентні бактеріофаги, які діють на різні фаготипи стафілокока, особливо при хворобах, викликаних резистентними штамами стафілокока.
Н
О ВА
КН
И ГА
До роду Staphylococcus належать грампозитивні коки, що розміщуються гронами. Патогенним видом є S. аureus (золотистий стафілокок). S. epidermidis – умовно-патогенний вид, представник нормальної флори людини, виділяється із порожнини рота, за певних умов може викликати патологічні процеси. S. saprophyticus населяє слизові сечостатевих органів і може спричиняти відповідні гнійно-запальні процеси. Диференційні тести для цих видів – продукція плазмокоагулази (S. аureus), розклад маніту в анаеробних умовах (S. аureus), розклад глюкози в анаеробних умовах (S. аureus, S. epidermidis). Токсигенність. Стафілококи продукують екзотоксини гемолізини, що мають летальну та дермонекротичну дію і руйнують лейкоцити. S. аureus продукує ексфоліатин та білковий токсин – фактор токсичного шоку. Ентеротоксин виділяють штами S. аureus, які спричиняють харчові отруєння. Існують високотоксигенні і низькотоксигенні штами стафілококів. Стафілококи спричиняють гнійно-запальні процеси, в т. ч. щелепно-лицевої ділянки та порожнини рота (фурункули,
143
Навчальне видання
20 17
Данилейченко Валерій Васильович Климнюк Сергій Іванович Корнійчук Олена Петрівна
Мікробіологія, вірусологія, імунологія Підручник
За загальною редакцією професорів В. В. Данилейченка, О. П. Корнійчук
И ГА
Редактор О. В. Марчук Технічний редактор Ю. П. Тертун Коректор Л. Я. Шутова Комп’ютерна верстка: Г. А. Пєшков
Підписано до друку 27.06.17. Формат 70×100/16. Папір офсетний. Гарнітура Таймс. Друк офсетний. Ум. друк. арк. 30,46. Зам. № 911.
Н
О ВА
КН
ПП “Нова Книга” 21029, м. Вінниця, вул. Ващука, 20 Свідоцтво про внесення суб’єкта видавничої справи до Державного реєстру видавців, виготівників і розповсюджувачів видавничої продукції ДК № 2646 від 11.10.2006 р. Тел. (0432) 56-01-87. Факс 56-01-88 E-mail: info@novaknyha.com.ua www.novaknyha.com.ua