Кишечные бактериофаги и схема исследования
В 1917 г. Д’Эрелль выделил из испражнений больных дизентерией людей особый агент, обладающий способностью просветлять (лизировать) молодые бульонные культуры возбудителя дизентерии. Агент, растворяющий бактерии, Д’Эрелль назвал бактериофагом — «пожирателем бактерий», а феномен лизиса культуры — бактериофагией.
Морфология. С помощью электронного микроскопа установлено, что фаг состоит из головки и отростка (хвоста). Размеры фагов колеблются от 20 до 200 им. Отросток состоит из внутреннего стержня и наружного сокращающегося футляра. На дистальном конце отростка расположена базальная пластинка с зубцами, от которых отходят длинные нити. Базальная пластинка и нити осуществляют процесс адсорбции частицы фага на бактериальной клетке (рис. 4).
Химический состав. Фаги, как и другие вирусы, состоят из белка и нуклеиновой кислоты. Большинство фагов содержит молекулу ДНК, которая располагается внутри головки. Снаружи головка фага и отросток покрыты белковыми субъединицами. На дистальном конце отростка расположен лизоцимоподобный белок типа энзима, способствующий внедрению фага в клетку.
Устойчивость. Фаги более устойчивы к действию физических и химических факторов, чем бактерии. Большинство фагов инактивируется при 65—70°С. Они хорошо переносят замораживание и высушивание. На фаг не оказывают существенного влияния 0,5%-ный раствор сулемы и 1%-ный раствор фенола; 1%-ный раствор формалина инактивирует фаг через несколько минут. Бактериофаги обладают высокой чувствительностью к кислотам. К действию активного хлора они в 2—3 раза устойчивее, чем кишечная палочка.
Антигенные свойства и специфичность действия фагов. Фаги обладают различными антигенами: одни из них являются общими для родственных фагов (групповые антигены), другие — строго специфическими для определенного вида или даже типа фага (типоспецифические антигены).
Литическое действие бактериофага характеризуется определенной степенью специфичности, т. е. каждый фаг вызывает лизис бактерий определенного вида. Полифаги лизируют родственные бактерии, монофаги — бактерии одного вида, типовые фаги — только определенный тип данного вида бактерий.
Специфичность действия бактериофагов на гомологичные бактерии (например, кишечный фаг лизирует только кишечную палочку, холерный — вызывает лизис холерного вибриона и т. д.) широко используют в санитарно-бактериологической диагностике для индикации (обнаружения) патогенных микробов в почве и воде.
Санитарно-показательное значение бактериофагов. Фаги — это вирусы, паразиты микробов. Их можно найти везде, где живут гомологичные (соответствующие) им микробы. Бактериофаги постоянно содержатся в кишечнике человека и животных, в объектах внешней среды, загрязненных фекалиями и навозом. Следовательно, кишечные фаги являются показателями фекального загрязнения почвы, воды энтеробактериями, в том числе и патогенными. Д’Эрелль еще в 1928 г. отмечал зависимость между содержанием холерных фагов в воде и возникновением эпидемии холеры.
Однако долгое время бактериофаги не использовали в качестве санитарно-показательных микроорганизмов. Это объясняется тем, что фаги во внешней среде выживают значительно дольше, чем энтеробактерии, и могут быть обнаружены как при свежем фекальном загрязнений объекта, опасном в эпидемиологическом отношении, так и после отмирания всех патогенных микробов кишечной группы. Поэтому фаги используют в качестве дополнительного показателя фекального загрязнения воды патогенными энтеробактериями.
Санитарно-показательное значение бактериофагов особенно возросло в связи с водными вспышками вирусных заболеваний (полиомиелита, инфекционного гепатита и др.). Установлено, что многие энтеровирусы и аденовирусы более стойки во внешней среде, нежели кишечная, брюшнотифозная и дизентерийная палочки. Из этого следует, что в условиях, неблагоприятных для выживания патогенных и сапрофитных энтеробактерии, ряд вирусов может сохранять жизнеспособность и представлять существенную опасность для человека. В частности, не все эти вирусы погибают при очистке сточных вод. Следовательно, по высокому колититру и низкому микробному числу, характеризующими безопасность воды в отношении возбудителей бактериальных кишечных инфекций, нельзя судить о ее безопасности в отношении возбудителей вирусных заболеваний. В связи с этим в качестве индикаторов загрязнения воды патогенными энтеро-вирусами было предложено использовать фаги, которые по своим биологическим свойствам стоят к энтеровирусам ближе, чем кишечная палочка или какой-либо другой санитарно-показательный микроорганизм.
Таким образом, обнаружение кишечных бактериофагов в водоеме свидетельствует о фекальном загрязнении, опасном в отношении распространения вирусных инфекций.
Во Франции и Югославии фаговый тест введен в число стандартных методов исследования воды. При этом одновременное обнаружение в водоеме фага и Е. coli указывает на свежее, эпидемиологически опасное фекальное загрязнение, а обнаружение одного фага — на давнее фекальное загрязнение и не имеет большого санитарно-показательного значения.
Нормы количественного содержания в объектах внешней среды фагов, лизирующих энтеробактерии пока не установлены.
Источник
Бактериофаги – это специфические вирусы, разрушающие патогенные и условно-патогенные для человеческого организма бактерии. Эти микроорганизмы безопасны для человека, то есть не могут вызвать развитие заболеваний.
Бактериофаги могут применяться как для лечения, так и для профилактики кишечной патологии.
Виды бактериофагов
Классифицируют бактериофаги в зависимости от свойств вируса, входящих в его состав, а также в зависимости от бактерии, которую этот фаг может уничтожить.
Бактериофаги специфичны в своем воздействии, то есть эффективны по отношению к какой-то одной (реже нескольким) патогенным бактериям. В зависимости от возбудителя, в отношении которого действует бактериофаг, выделяют такие его виды:
- брюшнотифозный (против Salmonella typhi);
- дизентерийный (против Shigella);
- клебсиеллезный (против Klebsiella);
- колифаг (против Escherichia coli);
- протейный (против Proteus);
- синегнойный (против Pseudomonas aeruginosa);
- стафилококковый (против Staphylococcus);
- интести (поливалентный фаг против сальмонелл, шигелл, стафилококков, синегнойной палочки и эшерихий);
- пиобактериофаг (комбинированный и моновалентный).
Разделяют также бактериофаги по количеству компонентов: моновалентный (против одного вида патогенных бактерий) и поливалентный (комплексного действия, против нескольких видов бактерий).
Для чего применяются?
Бактериофаги применяются в комплексном лечении и профилактике кишечных инфекций. Их использование целесообразно при:
- повторяющихся эпизодах кишечных инфекций;
- резистентности к антибиотикам;
- аллергических реакциях на антимикробные препараты;
- возможном риске тяжелых системных реакций;
- тяжелой сопутствующей хронической патологии;
- маленьком возрасте пациента (до 1 года).
Целесообразность применения того или иного бактериофага определяет врач-инфекционист или гастроэнтеролог. Для начала такого специфического лечения необходимо специфическое подтверждение диагноза кишечной инфекции, то есть обнаружение патогенной бактерии в биологической жидкости пациента.
Механизм действия бактериофагов
По механизму действия различают такие виды:
- Умеренные бактериофаги. Внедряются в бактериальную клетку, изменяют некоторые процессы ее метаболизма, но не оказывают прямого цитопатического эффекта. Клетка патогенной бактерии погибает в результате прекращения важнейших биохимических реакций.
- Вирулентные (патогенные) бактериофаги. Разрушают клетку патогенной бактерии, то есть вызывают ее лизис, поэтому называются фаголизатами. После разрушения патогенной бактериальной клетки наружу выходят фаговые клетки, которые могут заражать и разрушать новые бактериальные клетки.
Бактериофаги, даже поливалентные не оказывают какого-либо воздействия на собственную нормальную микрофлору кишечника. Все виды фаголизатов действуют только в просвете кишечника, то есть не всасываются и не попадают в системный кровоток. Именно поэтому вероятность побочных эффектов у пациентов любого возраста практически нулевая.
Преимущества и недостатки бактериофагов
| Преимущество бактериофагов | Недостатки бактериофагов |
|
|
Некоторые преимущества бактериофагов можно рассматривать как оборотную сторону медали, то есть определенное достоинство рассматривается как недостаток.
Препараты бактериофагов
Бактериофаги классифицируют в зависимости от возможности уничтожить определенный вид бактерии. В настоящее время наиболее часто используются:
- «Интести» — универсальный бактериофаг, который эффективен по отношению к сальмонеллам, шигеллам, кишечной и синегнойной палочке, а также клебсиелле, может быть использован для лечения пациента до получения результатов бактериологического обследования;
- моновалентный дизентерийный – для лечения шигеллезов;
- моновалентный брюшнотифозный – для терапии брюшного тифа (но не паратифов);
- моновалентный клебсиеллезный – для лечения ОКЗ, вызванных различными штаммами клебсиеллы;
- поливалентный колибактериофаг – для комплексной терапии ОКИ, вызванных патогенными и условно-патогенными штаммами кишечной палочки.
Целесообразно применение поливалентного бактериофага («Интести») на начальном этапе клинических проявлений кишечной инфекции. А также результативным является назначение этого специфического лекарственного средства при затяжных формах кишечных инфекций. В некоторых случаях допускает использование нескольких бактериофагов – до выяснения этиологии кишечного заболевания.
Многие бактериофаги используются перорально и в клизмах, допускается сочетанное применение. В любом случае исключаются внутримышечные и внутривенные инъекции. Бактериофаг имеет нейтральный вкус, поэтому не вызывает отвращения при употреблении.
Сравнение бактериофагов и антибиотиков
Сравнивать бактериофаги и антибиотики не совсем правильно, так как это разные фармацевтические группы. Следует отметить несколько наиболее важных моментов:
- антибиотики обладают широким спектром действия (против многих бактерий), а бактериофаги узкоспецифичны;
- для назначения бактериофага нужно знать вид микроба, а при антибиотикотерапии это не всегда важно;
- длительность применения бактериофагов больше, чем антибиотиков;
- к бактериофагам не развивается устойчивость, а к антибиотикам развивается;
- бактериофаги не вызывают системных побочных эффектов в отличие от антибиотиков;
- бактериофаги можно применять пациентам любого возраста, а антибиотики имеют возрастные ограничения.
Решающее слово в выборе антибиотика или бактериофага принадлежит врачу.
Можно ли принимать препараты бактериофагов для профилактики?
Бактериофаги – это лекарственные средства для лечения и профилактики кишечных инфекций. Следует отметить, что профилактический эффект бактериофага сохраняется недолго – не более суток. Для предотвращения заражения тем или иным возбудителем кишечной инфекции необходимо постоянно пить бактериофаг, что технически невозможно.
Целесообразно использовать это лекарственное средство при высоком риске инфицирования, например, при непосредственном контакте с больным кишечной инфекцией.
Источник
Необходимые анализы для диагностики дисбактериоза кишечника включают целый ряд исследований. В качестве биологического материала используют, как правило, фекалии. Исследование, направленное на определение чувствительности к различным бактериофагам, успешно дополняет другие анализы и помогает лечащему доктору определиться с диагнозом, чтобы назначить адекватное и правильное лечение.
Что такое бактериофаги?
Речь идет о внутриклеточной форме жизни. Иначе говоря, бактериофагами называют паразитирующие в клетке вирусы. Но исходя из названия становится понятно, что живут они в бактериях. Представляют собой ни что иное, как белковую молекулу, которая защищает спираль ДНК или РНК.
Бактериофаг размножается, используя ДНК или РНК бактериальной клетки, постепенно разрушая ее. Последняя гибнет, а частицы вируса захватывают жизненное пространство. Бактериофаги обладают специфичностью к определенным бактериям. Это нашло применение как в диагностике, так и лечении бактериальных инфекций.
Анализ на чувствительность к бактериофагам является важным методом в диагностике кишечных расстройств. Именно поэтому при подозрении на дисбактериоз этот метод очень актуален.
Когда назначается исследование и для чего используется?
Данный анализ входит в спектр исследований, необходимых для диагностики синдрома избыточного бактериального роста или дисбиоза. Гастроэнтерологи рекомендуют не ограничиваться посевом кала на дисбактериоз. Исследование позволяет определить качественный состав флоры кишечника. Можно даже обнаружить их количество при наличии современных тест-систем.
Самое важное, для чего и выполняется этот анализ, связано с возможным лечением.
Бактериофаготерапия может стать дополнением к уже назначенным антибактериальным средствам, либо альтернативным методом лечения при непереносимости или неэффективности последних. А для выбора бактериофага необходимо убедиться, что к нему чувствительна патогенная флора, на которую решено воздействовать.
Именно для этого проводится описываемый анализ. Еще одно важное применение для исследования на чувствительность к бактериофагам сводится к контролю над проводимым лечением. Анализ на чувствительность к бактериофагам используется не только в целях диагностики кишечного дисбиоза.
Обследование проводится в следующих областях медицины:
| Раздел медицины | Практическое применение |
| Общая хирургия | Лечение остеомиелита, ожогов, рожистого воспаления. |
| Урология | Диагностика циститов, цистопиелонефритов. |
| Оториноларингология | Диагностика тонзиллитов, отитов, синуситов, их лечение при затяжном течении и неэффективности антибиотиков. |
| Гинекология | Идентификация возбудителей при воспалительных заболеваниях женских половых органов. |
| Дерматология | Лечение карбункулов, фурункулов, флегмонозного воспаления. |
Причины возникновения дисбактериоза
Каждый орган, каждая часть тела человека представляет собой некий биоценоз. Иными словами, это совокупность существующих там бактерий. В желудочно-кишечном тракте обитают одни микроорганизмы, в то же время мочеполовую системы заселяют другие, а на коже обнаруживают третьи.
При некоторых ситуациях их количество и соотношение меняется. Иногда это становится причиной заселения патологическими бактериями. Эта ситуация и составляет суть дисбактериоза.
Причинных и предрасполагающих факторов развития этого патологического состояния существует много. В первую очередь, исключаются органические причины. Например, после операций. Очень часто баланс микрофлоры нарушается после удаления кишки по причине опухоли или кишечной непроходимости.
Среди операций, которые могут привести к дисбиозу, рассматривают ваготомию (для лечения язвы желудка), резекцию части желудка или двенадцатиперстной кишки. Формирование послеоперационных свищей предрасполагает к развитию дисбиоза кишечника.
Анализ на чувствительность к бактериофагам применяется для выявления дисбактериоза.
Следующая группа заболеваний связана с хроническим воспалением слизистой оболочки. Где бы ни был локализован этот патологический процесс, его обязательно будет сопровождать нарушение нормального соотношения полезных и условно-патогенных бактерий. Сюда относят илеиты, еюниты, дуодениты, колиты, а также циститы, уретриты, кольпиты, вагиниты, простатиты.
Нарушения моторной функции вызывают застой кишечного содержимого и тем самым создают благоприятные условия для заселения патогенной и условно-патогенной флоры. Для последних условия становятся настолько благоприятными, что они реализуют свои патогенные свойства и вызывают проявления дисбактериоза.
Эта ситуация возможна при сахарном диабете, когда формируется гастростаз в результате формирования автономной диабетической нейропатии как осложнения.
Ухудшение всасывания в результате нарушения функции поджелудочной железы или глистной инвазии отражается на работе кишечника в целом. Поэтому это следующий фактор риска развития дисбактериоза.
Дисбактериоз следует подозревать и исследовать при длительном употреблении антибиотиков. Это же касается пациентов, которые находятся на химотерапии по поводу онкологических заболеваний. Сюда относят и цитостатики, назначаемые при системных заболеваниях, ревматоидном артрите, гломерулонефритах.
Дисбиоз наблюдается при выраженном снижении иммунитета. Поэтому его исключают при ВИЧ-инфекции. У детей с первичным иммунодефицитом тоже необходимо исследовать кал на дисбактериоз.
Как правильно подготовиться к анализу
Любое обследование, в котором в качестве биологического материала выступает кал, требует подготовки. Она позволит предотвратить искажение результатов и появление ложноположительных или ложно-отрицательных интерпретаций.
В первую очередь, акцент ставится на диете. Исключаются мясные продукты. Лучше, если продукты из рыбы также не будут использоваться в пищу хотя бы за 3 дня до планируемого обследования. Не следует употреблять блюда из свеклы, которые красят биологический материал. Алкогольсодержащие напитки также рекомендовано исключить из рациона.
На лекарственные средства также лучше обратить внимание. Особенно это касается антибактериальных препаратов. Они убивают микрофлору, тем самым искажая результаты исследования.
Акт дефекации должен быть максимально естественным и произвольным. Следует стараться избегать приема слабительных препаратов. Перед актом опорожнения кишечника необходимо провести тщательную гигиену области промежности. Для этого промывают анус и перианальную область промыть теплой мыльной водой.
Анализ кала на дисбактериоз с определением чувствительности
Исследование применяется для диагностики дисбиотических нарушений. Назначает его доктор (терапевт, врач общей практики, педиатр или гастроэнтеролог). Анализ кала на дисбактериоз представляет собой посев кала на специальные питательные среды, в том числе, на чувствительность к бактериофагам.
При наличии в кишечном содержимом того или иного микроорганизма на чашках Петри в лаборатории вырастет целая колония бактерий. По их росту, интенсивности и количеству бактерий определяется дисбиоз и его степени тяжести.
Подготовка тары
В качестве посуды можно использовать маленькие стеклянные баночки из-под консервов, аджики, майонезе, джема. Но важно правильно обработать их. Лучше, если предварительно их промыть с любым моющим средством, а затем, смыв антисептик, прокипятить банку. Крышка подвергается такой же обработке.
В настоящее время большинство лабораторий предъявляет обязательные требования к таре для сдачи кала. Это должны быть одноразовые контейнеры. Их приобретение значительно упрощает задачу.
Сбор материала
Для того, чтобы не пытаться опорожнить кишечник в маленькую тару, лучше воспользоваться пищевой пленкой. Ее следует натянуть над унитазом. Затем после дефекации ложечкой, которая прикреплена к внутренней поверхности крышечки контейнера, нужно положить в него не более 10 г кала.
Сроки и условия хранения кала
Самый лучший вариант, при котором возможно максимально четко и полно сохранить весь микробиологический состав фекалий, это доставка анализа к лаборатории в течение 3 ч. Но это не всегда возможно, так как позывы к дефекации — не всегда контролируемый процесс. Особенно много проблем у пожилых пациентов, склонных к запорам.
Рекомендуется хранение биологического материала в условиях холодильника. Это ни в коем случае не должна быть морозильная камера.
Как правило, температурный оптимум для хранения фекалий составляет от 4 до 9 градусов. Поэтому такие условия можно найти лишь на средней полке. Боковые полочки также не подходят. В условиях комнатной температуры кал должен находиться максимум 15-20 мин. А в холодильнике при оптимальных температурных условиях до 8 ч.
Определение чувствительности к фагам
Анализ на чувствительность к бактериофагам важен как в диагностическом, так и в лечебном плане. Обычно он выполняется после микробиологического исследования или посева кала на флору. После того, как выделена чистая патогенная культура, проводится исследование на чувствительность ее к существующим в арсенале бактериофагам.
Как определяют чувствительность к фагам
Используется также микробиологический метод. По тому, насколько быстро и полно наступил лизис бактерий в выросшей колонии, оценивается чувствительность к бактериофагу. Буквой S отображается, что микробы чувствительны к вирусным частицам, а буква R говорит о наличии резистентности.
Для максимально информативного результата обследования необходимо использовать специальные твердые и полужидкие среды. В качестве бактериофагов применяют один моновалентный фаг, который направлен на конкретную выделенную ранее колонию бактерий.
Второй и третий фаг нужны для контроля. По своим свойствам они поливалентные, то есть неспецифические, и действуют на все виды бактериальных клеток.
Расшифровка результатов
Анализ на чувствительность к бактериофагам должен быть правильно интерпретирован. Для этого обращаются к терапевту или гастроэнтерологу. Иногда может понадобиться помощь инфекциониста.
Выделяют нормальные, условно-патогенные и патогенные бактерии. Нужно стремиться не допускать снижения количества первых, а также повышения на этом фоне количества бактерий 2-й и 3-й групп.
Нормальные бактерии
Это, в первую очередь, представители бифидобактерий. Их норма у детей — 10 000 000 000 — 100 000 000 000 КОЕ/г. Для взрослых их число несколько меньше — от 1 000 000 000 до 10 000 000 000 КОЕ/г. Заметное снижение количества этих полезных для кишечника бактерий приводит к дисбактериозу.
Вторая важная группа — лактобактерии. Для взрослых норма составляет 10 000 000 — 100 000 000 КОЕ/г. При заболеваниях кишечника и других состояниях их количество падает. Тогда реализуются все условия, чтобы выросло количество условно-патогенных микроорганизмов, и они реализовали свои патогенные свойства.
Условно-патогенные бактерии
Важно оценить не только количество выделенных микроорганизмов, но и состояние нормальной флоры. Если с ней есть проблемы (дефицит бифидо- и лактобактерий), следует говорить о дисбактериозе. Особенно это касается ситуаций, когда есть клинические признаки синдрома избыточного роста бактерий в кишечнике.
К условно-патогенным микроорганизмам относят:
- Клебсиеллу;
- Цитробактер;
- Протей;
- Энтеробактер;
- Хафнию.
Бактериофаги отлично дополнят анализ (посев) на микрофлору при подозрении на дисбактериоз.
Патогенные бактерии
В случае обнаружения даже минимального количества колоний представителей этой группы бактерий, следует активно лечить дисбактериоз. К ним относят Стафилококк, а также дрожжеподобные Кандиды, а также Энтерококки.
Важно определять их количество для дальнейшего мониторинга эффективности лечения. Бактериофаги необходимы для определения чувствительности к ним. Ведь при неэффективности к антибиотикам именно к фаготерапии придется обратиться к врачу.
Несмотря на то, что невозможно полностью предотвратить передачу патогенов, для минимизации вероятности инфекционных заболеваний, нужно поддерживать правильную гигиену.
Медицинский анализ, направленный на определение чувствительности или резистентности к определенным бактериофагам, служит хорошим подспорьем при наличии подозрений на дисбактериоз. Это очень перспективно в диагностическом плане, а также создает перспективу для развития отрасли фаготерапии как альтернативы антибиотикам.
Видео о бактериофагах
Фильм о бактериофагах:
Источник