Легионеллы. Морфология

1. Легионеллы

Семейство Legionellaceae
Род Legionella
Виды Legionella pneumophila
Известны более 50 видов легионелл, для 22-х из которых доказана
роль в инфекционной патологии человека.
Более 90% случаев болезни ассоциированы с видом L.pneumophila.
Выполнила студентка 245 группы
Каширина Ю.А.

2. Морфология

-грамотрицательные палочки
подвижны (есть жгутики 1 или более),
пили
-не образуют спор и капсул;
L. Pneumophila в ткани.
Окраска по Граму.
S. pneumoniae (чистая культура).
Окраска по Граму.
L. pneumophila(чистая
культура). Окраска по Граму.
Электронная микрофотография

3. Культуральные и биохимические свойства

• Аэробы
• Растет на средах сложного состава
Рост на угольнодрожжевой среде.
Стрелками отмечены
колонии L. Pneumophila
(цистеин, железо, аминокислоты и
др.)
• не ферментируют углеводы, в
качестве источника углерода и
энергии используют аминокислоты
• Биохимически малоактивны
• В состав селективных сред для
культивирования легионелл входят
антибиотики ( полимиксин В ,
цефамандол , ванкомицин ),
подавляющие рост другой
микрофлоры

4. Антигенная классификация

Сложный антигенный состав:
Главный белок цитоплазматической мембраны –
родоспецифический антиген
Группоспецифический антиген - О-антиген – ЛПС наружной
мембраны вид L. pneumophila – 16 cерогрупп
Ч аще всего возбудителями являются штаммы серогрупп
1,4,6
80% случаев болезни связаны с серогруппой 1, а 5–10% – с
серогруппами 4 и 6
Н антиген – жгутиковый белок флагеллин (не имеет
значения для типирования)

5. Резистентность

В природных условиях легионеллы обитают в пресноводных водоемах
– симбионты сине-зеленых водорослей, паразитируют в водных и
почвенных амебах, инфузориях и других простейших
Размножение активно в теплой воде (от 20°C до 45°C).
В холодной воде (ниже 20°C) легионелла остается в латентном
состоянии
Особенностью возбудителя является его устойчивость к воздействию
наиболее распространенного дезинфектанта – хлора
Активно колонизируют синтетические поверхности водопроводного,
промышленного и медицинского оборудования с образованием
биопленок, в которых легионеллы значительно более устойчивы к
действию дезинфектантов

6. Факторы патогенности

Фактор
Характеристика
Mip белок
Необходим для проникновения в макрофаги
Главный белок внешней
мембраны
Видоспецифический белок порин для связывания С3рецепторов макрофага, обладает иммуногенной
активностью
Цитолизин (главный
секреторный белок)
Zn-металлопротеаза с цитолитической и гемолитической
активностью
Липополисахарид
слабая эндотоксическая активность, типоспецифический
антиген
Главный белок
цитоплазматической
мембраны
белок теплового шока, родоспецифический антиген
Термостабильный пептид
Нарушает процесс фагоцитоза нейтрофилов, обладает
цитотоксическим действием на культуры клеток
Термолабильный цитотоксин
Ингибирует «кислородный взрыв»
Фосфолипаза С
Гидролиз фосфатидилхолина
Кислая фосфатаза
Ингибирование супероксидазной активности полиморфноядерных лейкоцитов

7. Незавершенный фагоцитоз

Легионелла (Legionella) имеет сложную
систему размножения в клетках иммунной
системы носителей.
Легионелла выделяет около 300 белков в
инфицированные клетки, которые
помогают ей справиться с иммунной
системой, блокируя белковые блоки
транспортной системы, легионелла обходит
защитную систему и проникает в клетки, где
успешно размножается, не встречая
препятствий.
Это функция является уникальной –
подобных белков, а соответственно,
механизмов работы, нет у других бактерий,
и даже и более высших видов.
Взаимодействие с макрофагами

8. Патогенез

Входные ворота инфекции – нижние отделы респираторного тракта- альвеолы
и конечные бронхиолы
После адгезии поникают в макрофаги, где размножаются
После разрушения макрофагов и частичной гибели возбудителей
высвобождается большое количество токсических веществ
Освободившиеся легионеллы проникают в соседние макрофаги, происходит
дальнейшее распространение инфекции
Инфицированные макрофаги продуцируют провоспалительные цитокины
Развивается местный воспалительный процесс и характерный для начального
периода синдром общей интоксикации
В воспалительный процесс вовлекаются межальвеолярные пространства,
паренхима легких, может захватываться плевра. Бронхи обычно не поражены
Развивается очаговая сливная пневмония, имеются интерстициальные
изменения
Очаговые инфильтраты нередко некротизируются с образованием абсцессов
легкого

9. Патогенез

Распространение возбудителя с током крови по различным органам и системам
приводит к развитию нарушений микроциркуляции вплоть до дистресссиндрома, воспалительного процесса с геморрагическим компонентом,
формированием лимфоплазмоцитарных инфильтратов и некрозов под
действием факторов патогенности.
Особенно часто поражаются лёгкие, почки, печень, костный мозг.
При выраженной бактериемии иногда заболевание может протекать по
септическому типу с развитием септического эндокардита, перикардита и
вторичных гнойных очагов.
Высвобождение липополисахаридного комплекса (эндотоксина) после гибели
бактерий и прогрессирующая эндотоксинемия обусловливают клинические
проявления интоксикации вплоть до токсической энцефалопатии и
инфекционно-токсического шока.
С воздействием токсических факторов связывают возможность угнетения
процессов кроветворения в костном мозге, некроза печёночных клеток,
эпителия почечных канальцев, что наряду с микроциркуляторными
нарушениями в почках ведёт к развитию острой почечной недостаточностью.

10. Патогенез

При высокой активности альвеолярных макрофагов заболевание
развивается не в виде тяжёлой пневмонии, а в более доброкачественно
протекающих формах, таких как лихорадка Понтиак или острый
легионеллёзный бронхит.
Отсутствие рецепторов, позволяющих легионеллам «закрепиться» в
клетках слизистой оболочки респираторного тракта, объясняет
отсутствие контагиозности при легионеллёзе.

11. Клиника

Инкубационный период длится от 2 до 10 дней и более.
Различают три клинические формы легионеллеза:
1) болезнь легионеров, которая имеет ход тяжелой пневмонии (5%)
2) острой респираторной болезни без пневмонии (лихорадка
Понтиак, 90-95%),
3) острую лихорадочную болезнь с экзантемой (лихорадка ФортБрагг, 1 - 5%).
Атипичная пневмония – это определенный вид воспаления
легких возбудителями, которого являются «атипичные
микробы». Исходя из этого, различают микоплазменную
пневмонию, хламидийную пневмонию,легионеллезную
пневмонию, вирусную пневмонию.

12. Иммунитет

В защите от легионелл (так же, как и от других
внутриклеточных паразитов - Mycobacterium tuberculosis ,
Listeria spp. , Toxoplasmagondii ) главную роль играет клеточный
иммунитет . У лиц с ослабленным клеточным иммунитетом (
реципиенты внутренних органов, ВИЧ-инфицированные и
больные, постоянно принимающие глюкокортикоиды ) болезнь
легионеров встречается чаще и протекает тяжелее.
Немаловажную роль играет и гуморальный иммунитет. Через
несколько недель после начала заболевания появляются
антитела классов IgM и IgG к антигенам Legionella spp. Эти
антитела in vitro способствуют фагоцитозу бактерий
нейтрофилами, моноцитами и альвеолярными макрофагами,
но не влияют на опосредованный комплементом лизис и не
тормозят внутриклеточное размножение легионелл внутри
фагоцитов.
Постинфекционный иммунитет не изучен

13. Эпидемиология

Сапроноз - для возбудителей главным
естественным местом обитания являются
абиотические (неживые) объекты
окружающей среды
В природных условиях легионеллы
обитают в пресноводных водоемах, где
они являются симбионтами
цианобактерий, паразитируют в водных и
почвенных простейших (амебах,
инфузориях и пр.).
Легионеллы заселяют искусственные водоемы и системы водные
системы (централизованные системы кондиционирования воздуха,
градирни, системы охлаждения, компрессорные устройства, душевые
установки, джакузи, бассейны, бани, фонтаны, увлажнители воздуха,
оборудование для респираторной терапии и т.д.).
Эти микроорганизмы колонизируют синтетические, резиновые и
металлические (кроме меди) поверхности водопроводных труб,
промышленного и медицинского оборудования.

14. Эпидемиология

Типичный пример техногенных
инфекций, обусловленных активным
использованием циркулирующих
замкнутых водных систем
Путь передачи – воздушно-капельный
Фактор передачи – мелкодисперсный
аэрозоль
Заражение происходит посредством
ингаляции воздушно-капельной смеси от
аэрозолей, образующихся в зонах риска:
душевых помещениях больниц,
бассейнов, спортзалов, казарм, бань и
жилых помещений, водных судов;
автомойках.
При температуре воды свыше 20 °С к
зонам риска относят также фонтаны и
системы орошения садов и газонов и
сами бассейны, поскольку и здесь
образуются капли аэрозоли размером
менее 5 мкм.

15. Эпидемиология

Самые распространенные факторы риска болезни легионеров -
курение , ХОЗЛ , пожилой возраст , ослабленный иммунитет .
Особенно часто болеют пожилые мужчины; не исключено, что
это связано с курением .
Среди госпитализированных больных важнейший фактор риска
- хирургические вмешательства , особенно трансплантация .

16. Лечение

Эритромицин и тетрациклин показали себя как наиболее эффективные
антибактериальные средства во время вспышки болезни легионеров в 1976 г. в
Филадельфии.
Эритромицин до сих пор считается препаратом выбора
Новые макролиды ( азитромицин , кларитромицин , рокситромицин , джозамицин )
in vitro более активны в отношении Legionella spp. , чем эритромицин , и лучше
проникают в ткань легких и внутрь клеток.
Фторхинолоны ( ципрофлоксацин , офлоксацин , пефлоксацин ) высокоактивны в
отношении Legionella spp. как in vitro, так и в экспериментах на животных.
Ципрофлоксацин - препарат выбора при болезни легионеров у реципиентов
внутренних органов, так как иммунодепрессанты , которые они получают
(например, циклоспорин и такролимус ), взаимодействуют с макролидами и
рифампицином .
При тяжелом течении болезни легионеров рекомендуют начинать антимикробную
терапию с комбинации рифампицина с макролидом или фторхинолоном .
Эффективны также тетрациклины ( тетрациклин , доксициклин , миноциклин ) и
триметоприм/сульфаметоксазол .

17. Лабораторная диагностика

• Существуют пять основных методических подходов, используемых в
диагностике легионеллеза :
1) выделение культуры возбудителя – "золотой стандарт";
2) определение уровня антител;
3) определение растворимого антигена легионелл в моче;
4) выявление возбудителя в клиническом материале с помощью
метода иммунофлюоресценции;
5) выявление возбудителя с помощью ДНК-зондов или полимеразной
цепной реакции (ПЦР).

18.

В случае острой инфекции нижних дыхательных путей (клинически и
рентгенологически подтвержденной пневмонией) диагноз легионеллеза
считается установленным:
а) при выделении легионелл из отделяемого респираторного тракта,
легочной ткани или из крови;
б) при 4-кратном или более нарастании уровня специфических антител
к L. pneumophila серогруппы 1 в реакции непрямой
иммунофлюоресценции или микроагглютинации;
в) при определении специфического растворимого антигена легионелл в
моче с помощью иммуноферментного анализа.
Диагноз считается предположительно установленным:
а) при 4-кратном или более нарастании (через 4–6 нед) уровня
специфических антител к другим серогруппам L.pneumophila или другим
видам легионелл в реакции непрямой иммунофлюоресценции или
микроагглютинации;
б) при обнаружении высокого титра антител в одиночной сыворотке
(>1:256) к L.pneumophila серогруппы 1, другим
серогруппам L.pneumophila и видам легионелл;
в) при выявлении легионелл в отделяемом респираторного тракта или в
легочной ткани с помощью прямой иммунофлюоресценции с
использованием моноклональных антител к видоспецифическому
антигену L.pneumophila.

19.

Материал для исследований.
• Мазки из носоглотки – обнаружение АГ;
• мазки из носоглотки и ротоглотки – выявление ДНК
микроорганизмов (поражение верхних дыхательных путей);
• мокрота, плевральная жидкость, БАЛ, биоптаты –
обнаружение АГ, культуральное исследование, выявление
ДНК микроорганизмов;
• сыворотка крови – обнаружение АТ;
• моча – обнаружение АГ.

20. Бактериологический метод

• 1 этап. Посев на буферный угольно-дрожжевой агар с a-
кетоглутаровой кислотой (среда BCYEa):
активированный уголь, нейтрализует ингибиторы роста бактерий;
L-цистеин и α-кетолутаровая кислота – необходимы для роста легионелл;
пирофосфат железа является источником ионов железа;
оптимальный рН=6,95поддерживается ACES-буфером.
Сопутствующая микрофлора подавляется глицином и смесью антибиотиков –
ванкомицина, полимиксина и цикогексимида
• Инкубируют до 10 дней при 37оС в микроаэрофильных
условиях с использованием газогенерирующих пакетов

21. Бактериологический метод

• 2 этап. Легионелла образует колонии диаметром 2-3 мм
серовато-белого цвета. Характерные колонии пересевают
на кровяной агар и BCYE-agar с активированным углем и
ростовой добавкой.
• 3 этап. Отсутствие роста на кровяном агаре и наличие слабо
прокрашивающихся грамотрицательных палочек на BCYEагаре указывает на предварительное обнаружение
легионелл.

22. Бактериологический метод. 3 этап - идентификация

1. Экспресс-тест Duopath® Legionella – иммунохроматографический тест
на основе меченных золотом антител.
Образец добавляется в круглую лунку. Зоны связывания содержат
антитела к легионеллам и антитела к Legionella pneumophila. Антигены
легионелл связываются с антителами в тестовой зоне (Spec), а
антигены Legionella pneumophila в тестовых зонах (Spec) и (L.pn),
образуя антиген-антитело окрашенные комплексы. В результате
образуются четкие красные линии в тестовых зонах (Spec) и (L.pn).
2. Латекс-агглютинация с
групповыми и
моновалентными
сыворотками
Набор для латекс-агглютинации

23.

Исследуемый
образец
среда BCYEa
Схема
бактериологического
исследования
Отбор и отсев
подозрительных колоний
37оС 48 час.
Кровяной
агар
Нет роста
37оС 48 час.
Есть рост
Идентификация
Legionella pneumophila
Латексагглютинация
BCYEa
агар
ПЦР
Legionella
Реакция
иммунофлуоресценции

24. Binax NOW Legionella Urinary Antigen Test Быстрый иммунохроматорафический тест для выявления антигена легионелл в моче Состав

BINAX NOW LEGIONELLA URINARY ANTIGEN TEST
БЫСТРЫЙ ИММУНОХРОМАТОРАФИЧЕСКИЙ ТЕСТ ДЛЯ
ВЫЯВЛЕНИЯ АНТИГЕНА ЛЕГИОНЕЛЛ В МОЧЕ
СОСТАВ НАБОРА:
Положительный
контроль
Реагент
Отрицательный
контроль
Тампон на палочке
Упаковка из
фольги
Тест-кассета

25. Быстрые иммунохроматорафические тесты для выявления антигена легионелл в моче

Kyokuto
SAS/Eiken
Trinity
Binax