МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЕ СЛЕЖЕНИЕ В ЦЕЛЯХ МОЛЕКУЛЯРНО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

Микробиологическое слежение, с одной стороны, позволяет углублять на­ши представления о механизме развития эпидемического процесса, а с дру­гой — выявлять тенденции этого развития с целью предупреждения эпидемий.

Характеристика микробных популяций. В ходе изучения циркулирующих штаммов микроорганизмов могут быть выявлены два процесса: клональ­ное распространение и направленная перестройка.

Методология исследования клонального распространения известна доста­точно хорошо. Выделенные возбудители сравнивают по фенотипическим и ге­нотипическим маркерам (эпидемиологическое маркирование).

При изучении набора фенотипических признаков можно определить коли­чественно степень сходства. Исследуют биохимические свойства (в том числе ферментативную активность), антигенность, фаголизабельность, бактериоци- ногению, антибиотикорезистентность, с выделением общих и различных свойств. В последнее время стали применять и более тонкие методы — элек­трофорез белков наружной мембраны, протеинограмму, субтипирование при помощи моноклональных антител.

Важнейшим признаком, характеризующим клональное распространение возбудителей, является генотипическая идентичность. Молекулярно-генетиче­ский анализ включает определение плазмидного профиля микроорганизмов (набора плазмид различной молекулярной массы) и плазмидных детерминант антибиотикорезистентности. В последние годы разработана клональная кон­

цепция, предполагающая удивительную стабильность генотипических при­знаков, в том числе плазмидного профиля у бактерий, выделенных из очагов.

Клональная' концепция согласуется с представлением о постоян­ной вирулентности возбудителя в период эпидемий, обеспечивающей его передачу от больного здоровому. Наибольшая воспроизводимость свойств клонов отмечается при их эпидемическом распространении, соответствующем процессу нарастания заболеваемости.

Клональная концепция доказана при изучений очагов шигеллезов, саль­монеллезов, внутрибольничных инфекций. Исследователи молекулярной.эпи­демиологии госпитальной инфекции считают, что на основе анализа плазмид­ного профиля в ряде случаев можно выявить переход возбудителя из одного стационара в другой, т. е. проследить процессы выноса из очагов.

Для доказательства клонального распространения используются и более тонкие методы анализа. К ним относятся рестрикционный анализ тотальной ДНК и рестрикционный анализ плазмидной ДНК. По совпадению набора ре­стрикционных фрагментов при электрофорезе в агарозном геле определяют идентичность возбудителей. Степень сходства можно оценить автоматически при помощи сканирующих денситометров.

В последнее время выдвинута гипотеза, что наряду с клональным распро­странением возбудителя происходит направленная перестройка его популяции. Если в первом случае речь идет о преимущественном распространении одного клона, его преобладании над другими, то во втором случае на фоне клонового происхождения имеет место внутриклональная из­менчивость. Генетические изменения возникают на основе имеющейся кло­нальной общности.

Методы определения клонально^ общности аналогичны используемым для установления клональной идентичности, наблюдаемой при клональном распространении. Наибольшее значение имеет точное определение плазмидно­го профиля, рестрикционный анализ плазмйд, характеристика положения ми­грирующих элементов и повторов на хромосоме и плазмидах бактериальных клеток. Эти методы позволяют подтвердить принадлежность возбудителей к адаптирующейся «линии» микроорганизмов.

Сравнение штаммов с элементами сходства позволяет определять напра­вленную перестройку и предвестники эпидемий. Наиболее явными предста­вляются структурные изменения, заключающиеся в приобретении или утрате генетических детерминант антибиотикорезистентности и патогенности.

Особое значение имеет выявление так называемых генов и регуляторных участков супервирулентности, обусловливающих тяжелое течение болезни и выраженное распространение возбудителя (скарлатина на пике эпидемий ан­гин, геморрагический колит при эпидемиях дизентерии Зонне). Определение этих изменений позволяет предсказывать характер распространения инфекции и возможность развития постинфекционных осложнений (например, первично­го ревматизма).

Способы микробиологического слежения. Существуют два способа микро­биологического слежения: динамическое слежение за коллективами и анализ коллекции штаммов, выделенных от больных. Первый способ позволяет бо­лее эффективно выявлять и регистрировать предвестники эпидемий.

Динамическое слежение налаживается в коллективах, в которых, по данным ретроспективного эпидемиологического анализа, наиболее ве­роятны сохранение и активизация возбудителя. Циркуляция микроорганизмов определяется на основе регистрации иммунологического следа (например, вы­явление секреторных антител) и прямой индикации возбудителя. Индикация антигенов проводится в реакции коагглютинации и иммуноферментнбм ана­лизе. Положительные результаты индикации подтверждаются выделением культур. Наиболее эффективным методом является блоттинг колоний и гибри­дизация видоспецифическими зондами. Данные о выделении возбудителей в меж­эпидемический период служат решающим фактором в планировании проти­воэпидемических мероприятий.

Определение клонального распространения и направленной перестройки воз­будителей в коллективах позволяет отвергнуть диагноз «заноса» в коллектив и склониться в пользу внутреннего формирования эпидемического очага.

Сравнительный анализ коллекций штаммов, выде­ленных в регионе от больных, проводится с целью установления циркулирую­щих на данной территории видов, возбудителя и их внутривидовых вариантов (биовары, антибиотиковары), изучения диапазона динамической изменчивости на протяжении ряда лет.

Микробиологическое слежение является важным орудием в определении механизмов и тенденций в развитии эпидемического процесса.

Вопросы для самостоятельной работы

1. Чем отличаются методы молекулярной эпидемиологии от собственно эпидемиологических методов?

2. Каково значение неклассических процессов в эпидемиологии, отличающихся от простого рас­пространения инфекции от больного здоровому? Почему важно их выявление?

3. Приведите примеры предвестников эпидемий.

4. Каково соотношение «общего» и «особенного» в механизмах развития эпидемического про­цесса (молекулярная специфика болезни)?

5. Раскройте сущность микробиологического слежения за организованными коллективами.

6. В чем общность и отличия концепций клонального распространения и направленной пере­стройки популяций микроорганизмов?

7. В чем общность и отличия способов динамического слежения за коллективами и. анализа кол­

лекции штаммов, выделенных от больных?

8. Попытайтесь наметить план микробиологического слежения при наиболее известной Вам ин­фекционной болезни.

Литература

Дополнительно с отдельными положениями учения об эпидемическом процессе можно по­знакомиться в следующих изданиях:

1. Бароян О. В. Эпидемиология (вчера, сегодня, завтра).—M.: Медицина, 1985.

2. Беляков В. Д., Голубев Д. Б., Каминский Г. Д., Тец В. В. Саморегуляция паразитарных систем

(молекулярно-генетические механизмы). — Л.: Медицина, 1987.

3. Беляков В. Д., Каминский Г. Д. Молекулярная эпидемиология//Будущее науки.—M., 1988.-T. 21.-С. 172-184.

4. Громашевский Л. В. Теоретические вопросы эпидемиологии. Избранные труды. — Киев: Здоро­

в’я, 1987.-Т. 2.

5. Жданов В. M., Львов Д. К. Эволюция возбудителей инфекционных болезней. - M.: Медицина,

1984.

6. Ковалева Е. ∏._tЛысенко А. Я., Никитин Д, П. Урбанизация и проблемы эпидемиоло­гии.-M.: Медицина, 1982.

7. Смирнов Е. И., Лебединский В. А., Гарин H. С. Эпидемический процесс. Проблемы и сужде­ния. — M.: Медицина, 1980.

8. Сомов Г. П., Литвин В. Ю. Сапрофитизм и паразитизм патогенных бактерий. Экологические аспекты. — Новосибирск: Наука, 1988.

9. CoxuhА. А. Методологические проблемы инфекционной патологии и иммунологии. — Киев: Здоров’я, 1979.

10. Тимаков В. Д,, Зуев В. А. Медленные инфекции.—M.: Медицина, 1977.

11. Цилинский Я. Я. Популяционная структура и эволюция вирусов.—M.: Медицина, 1988.

12. Ягодинский В. Н. Будущее древней науки (о проблемах эпидемиологии). — M.: Знание, 1982.