Эпидемиология, Беляков В.Д., Яфаев P.X., 1989
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЕ СЛЕЖЕНИЕ В ЦЕЛЯХ МОЛЕКУЛЯРНО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

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. Поэтому микробиологическое слежение является важнейшим составным компонентом эпидемиологического надзора.

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 концепция, 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. Выделение микроорганизмов, идентичных по генотипическим маркерам, свидетельствует об их происхождении из одного очага и цепочке последующих заражений.

Ююнальная 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. Можно предполагать также изменение регуляторных участков этих детерминант. Продемонстрирована возможность утраты и увеличения количества копий гена холерогенного токсина. Такие перегруппировки могут быть определены при помощи молекулярных зондов.

Особое значение имеет выявление так называемых генов и регуляторных участков супервирулентности, обусловливающих тяжелое тёчение 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 иммуноферментном анализе. Положительные результаты индикации подтверждаются выделением культур. Наиболее эффективным методом является блоттинг колоний игибридизация 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. Анализ коллекционных штаммов позволяет выделить ведущие варианты для .сезонных и циклических подъемов заболеваемости, оценить сцепленность и корреляцию различных биологических свойств. Сравнение коллекции циркулирующих вариантов со штаммами, выделенными при динамическом слежении, позволяет делать выводы об автономном течении процесса в коллективах.

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).—М.: 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 Т\ Д. Молекулярная эпидемиология//Будущее науки.—М., 1988. — Т. 21.-С. 172-184.

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

в’я, 1987.-Т. 2.

5.    Жданов В. М., Львов Д. К. Эволюция возбудителей инфекционных болезней. — М.: Медицина,

1984.

6.    Ковалева Е. Я, Лысенко А. ЯНикитин Д. Я. Урбанизация и проблемы эпидемиологии.—М.: Медицина, 1982.

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

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

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

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

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

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