ЭВОЛЮЦИЯ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПАТОГЕННОСТИ ХОЛЕРНЫХ ВИБРИОНОВ И ОЦЕНКА ЭПИДЕМИЧЕСКОЙ ЗНАЧИМОСТИ ВИБРИОНОВ ЭЛЬ-ТОР РАЗЛИЧНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Холерные вибрионы, обнаруженные в 1854 г. F.Pacini в содержимом кишечника погибших от холеры людей и выде­ленные в 1883 г. в чистой культуре R.Koch, до настоящего времени являются единственным склонным к эпидемическо­му распространению патогенным видом в обширном семей­стве вибрионов, относящихся к древнейшим микроорганиз­мам и ведущих в основном сапрофитический образ жизни. Широкое распространение в воде поверхностных водоемов микроорганизмов, сходных по морфофизиологическим при­знакам с возбудителем эпидемического заболевания, с мо­мента его открытия требовало доказательств патогенности и тестов дифференциации от близкородственных сапрофитов. После многочисленных неудач в экспериментальном воспро­изведении холеры И.И. Мечникову в 1893 г. удалось заразить холерными вибрионами молодых кроликов, питающихся мо­локом матери, и это окончательно положило конец сомнени­ям в этиологической роли вибрионов при холере.
Еще больший разрыв во времени отделял предположение R.Koch о том, что холера является интоксикацией, от вос­произведения диареи при заражении кроликов-сосунков бес­клеточными фильтратами культур холерных вибрионов [Finkelshtein R. et al., 1961; Рапсе a. Dutta, 1961]. В 1969 г. R.Finkelshtein из штамма V.cholerae 569В был получен актив­ный на экспериментальной модели очищенный препарат хо­лерного токсина.
К этому времени были описаны многочисленные ферменты холерных вибрионов — муциназа [Burnet, Stone, 1947; Freter, 1955, и др.], диастаза [Ермольева З.В., 1924], лецитиназа [Felsenfeld О., 1944, и др.], протеаза [Bernard et al., 1938] и другие, которые многие исследователи рассматривали как фак­торы патогенности, но их обнаружение не имело большого зна­чения в дифференциации возбудителя холеры от непатогенных вибрионов. Основными маркерными признаками возбудителя холеры на протяжении многих лет оставались наличие О-анти- гена и холерного токсина, фенотипическое выявление которо­го стало возможным после модификации N.K. Dutta и M.R. Habbu в 1955 г. экспериментальной модели кроликов-сосунков с заме­ной орального заражения на оперативное внутрикишечное.
Трудности в оценке патогенных свойств холерных вибрио­нов явились одной из причин длительной дискуссии о роли в этиологии холеры вибрионов Эль-Тор — второго биовара холерных вибрионов. Впервые они были выделены в 1906 г. F.Gotschlich на карантинной станции Эль-Тор (в Египте) из содержимого кишечника паломников, прибывших из благо­получного по холере штата Хиджаз и умерших, как предпо­лагалось, от дизентерии. В связи с этим, несмотря на сходство с описанными ранее в качестве возбудителя холеры вибрио­нами, они не были признаны холерными. Kraus и Bribram (1906) установили, что эти вибрионы, подобно водным, об­ладают способностью лизировать эритроциты овцы. Эпидеми­ологические особенности заболеваний и наличие гемолити­ческих свойств у вибрионов послужили основанием для того, чтобы дать им самостоятельное название (Эль-Тор) по месту выделения и отнести к непатогенным, а гемолитический тест использовать для дифференциации их от классических холер­ных вибрионов. Подобные вибрионы продолжали обнаружи­вать на благополучных по холере территориях — в Болгарии [Kovacr, 1927], Египте [Abdelrachman, 4944], Мекке [Van Loghem, 1946] и др.
В 1937 г. вибрионы Эль-Тор впервые явились причиной вспышки на о. Целебес (другое название о.Сулавеси, Индоне­зия) заболеваний с высокой летальностью, клинически не­отличимых от холеры. Заболевания эти повторились на о. Це­лебес в последующие годы, и С.Е. De Moor (1939, 1949), Van Loghem (1946), Tanamal (1959) предложили считать их пара­холерными, или холероподобными.
На основании многолетних обследований на холеру па­ломников и воды поверхностных водоемов Abdelrachman (1944) высказал мнение о существовании двух вариантов вибрионов Эль-Тор — непатогенного Египетского «Zam-Zam», обнаруживаемого в фекалиях здоровых людей и водоемах Среднего Востока, и патогенного «Сулавеси», вызвавшего эпидемию на одноименном острове. Эту позицию разделяли и другие исследователи [Коробкова Е.И., 1959; Зотова Р.С., 1969; Pollitzer R., 1959; Felsenfeld О., 1962; Mukerjee S., 1963, и др.]. Генеральная Ассамблея ВОЗ в 1958 г. при рассмотрении данного вопроса подтвердила мнение о том, что заболевания, вызываемые вибрионами Эль-Тор, не являются холерой и не относятся к числу карантинных. Это решение было пересмотрено в 1962 г., когда в ВОЗ посту­пили неопровержимые доказательства эпидемического рас­пространения заболеваний, вызываемых вибрионами Эль- Тор, и выхода их далеко за пределы основного очага в Индонезии. Холера Эль-Тор была отнесена к карантинным инфекциям, а вибрионы Эль-Тор по многочисленным пред­ложениям [Mukeijee S., 1960; Hugh, 1962, и др.] Подкоми-
тетом по таксономии вибрионов JAMS были признаны вторым биоваром холерных вибрионов.
Независимо от этого решения дискуссия о патогенности вибрионов Эль-Тор продолжалась. Такеуа и Shimodori (1963) предложили дифференцировать лизогенные по фагу «капа» патогенные вибрионы Эль-Тор типа «Целебес» от непатоген­ного нелизогенного варианта «классический Убол», обитаю­щего в водоемах Индии и Среднего Востока. Однако их дан­ные не получили подтверждения [Gallut J., Nicolle P., 1965, и др.] и дальнейшего развития.
Значимость гемолитических свойств в дифференциации био- варов холерных вибрионов с появлением и распространением слабо- и негемолитичных вибрионов Эль-Тор исчезла [Felsen- feld О., 1965; Mosley W.H. et al., 1970, и др.]. Более того, было высказано предположение о том, что гемолитическая актив­ность присуща только вибрионам Эль-Тор, обитающим в воде поверхностных водоемов в местностях, благополучных по хо­лере [Адамов А.К., Быстрый Н.Ф., 1971, и др.].
С формированием представлений о патогенности бактерий как таксономическом видовом понятии и разграничением трех ее атрибутов — инфекционное™, инвазивности и токсигенно- сти [Зильбер Л.А., 1958; Петровская В.Г., 1967; Miles, 1955; Dubos, 1958, и др.] — произошли осмысление и оценка об­ширной информации о продукции холерными вибрионами различных ферментов и биологически активных веществ с точки зрения их участия в развитии этапов инфекционного процесса при холере — адгезии, колонизации и интоксикации [Езепчук Ю.В., 1985; Taylor R.K., 1989, и др.]. Обнаружены положительный хемотаксис [Freter, O’Brien, 1961] и хеморе­цепторы, обеспечивающие движение холерных вибрионов с помощью жгутика к слизистой оболочке кишечника [Димит­рова Н.И., 1984]. Выявлены факторы адгезии [Оленичева Л.С. и др., 1986; Король В.В., 1983; Finkelstein R. et al., 1983; Taylor R.K. et al., 1986; Jonson G., 1991, и др.]. Установлено, что нейраминидаза, лецитиназа, протеаза, муциназа и ряд других ферментов способствуют прикреплению холерных виб­рионов к энтероцитам [Taylor R.K., 1989; Jonson G., 1991, и др.], а размножающиеся в кишечнике вибрионы продуци­руют биологически активные субстанции, прежде всего ток- син-холероген. Построена теория воздействия экзотоксина на микроорганизм и развитие холерной диареи с дегидратацией. Установлено усиливающее холерогенный эффект действие эк­зотоксина [Яговкин Э.А. и др., 1972]. Описаны и другие фак­торы, роль которых в патогенезе холеры еще предстоит уточ­нить: дермонекротический фактор [Помухина О.И., 1984; Gohar, 1932; Watanabe J.A., Verwey W.L., 1966], шигатоксин [O’Brien A.D. et al., 1984] и новый экзотоксин, отличающийся от холерогена [Sanyal S.C. et al., 1983, 1990; Saha et al., 1989].
Показано наличие у вибрионов Эль-Тор двух типов гемоли­зинов, один из которых (1(3), не отличающийся от гемолизина холерных вибрионов не 01, обладает энтеротоксигенным дей­ствием [Семиотрочев В.Л., 1988; Yamamoto R. et al., 1985; Ichinosa et al., 1987]. Выявлена вибриоциногенная активность холерных вибрионов против нормальной и патогенной микро­флоры кишечника [Chahsabasty et al., 1970] как способ выжи­вания в меняющихся условиях среды обитания. Оценка фено­типического проявления факторов патогенности различных штаммов холерных вибрионов позволяет оценивать их виру­лентность как степень патогенности и судить лишь об эксп­рессии свойств в конкретных условиях, а не о потенциальной способности к их реализации. Общеизвестны трудности в оценке in vitro токсинопродукции холерных вибрионов и многолет­ние поиски условий выявления синтеза холерного токсина у различных штаммов [Шагинян И.А. и др., 1983; Гайлонская И.Н. и др., 1984; Эмдина И.А. и др., 1984; Iwanaga М., Yamamoto К., 1985, и др.], что может быть связано, с одной стороны, с различиями в синтезе факторов патогенности in vivo и in vitro [Jonson G., 1991], а с другой — с неоднород­ностью холерных вибрионов по наличию у них этих факторов. В практической оценке вирулентности свежевыделенных от людей и из объектов окружающей среды штаммов холерных вибрионов компромиссным шагом явилось использование на территории СССР в течение 20 лет эмпирически подобранно­го А.К. Адамовым и Н.Ф. Быстрым (1971) комплексного ме­тода, основанного на оценке чувствительности холерных виб­рионов к диагностическим фагам (ХДФ), определении гемо­литической активности, учете серологического варианта и использовании в отдельных случаях для окончательного суж­дения заражения кроликов-сосунков. Метод оказался полез­ным в оценке вирулентности типичных по другим свойствам холерных вибрионов, чувствительных к диагностическим хо­лерным фагам, что в большей мере характерно для штаммов, выделенных от людей. Появление фагорезистентных вариантов холерных вибрионов среди последних [Ломов Ю.М. и др., 1992] может явиться серьезным ограничением в применении данно­го метода.
Важным шагом в познании патогенности холерного вибри­она явились структурно-функциональная характеристика его генома и открытие генов, кодирующих синтез биологически активных субстанций возбудителя холеры — холерного токси­на, пилей адгезии, гемагглютининов, белков внешней мемб­раны, О-антигена, нейраминидазы, гемолизинов и др. Уста­новлена координация экспрессии генов, кодирующих основ­ные факторы патогенности холерного вибриона через проду­цент tox R гена и доказана роль внешнего сигнала в его запуске [Miller V.L. et al., 1984, 1985, 1987; Taylor R.K. et al., 1987;
Mekalanos J.J., 1992, и др.]. Этот факт является чрезвычайно важным в свете представлений о взаимодействии и относи­тельной самостоятельности трех основных групп факторов, обеспечивающих реализацию патогенности на штаммовом уровне, в качестве их вирулентности. Учитывая, что синтез факторов вирулентности не является жизненно важным для бактериальной клетки [Петровская В.Г., 1967], условия его запуска должны отличаться от условий нормальной жизнеде­ятельности клетки in vitro. На этапе признания существования водного резервуара токсигенных штаммов холерных вибрио­нов выяснение природы сигналов, запускающих синтез ос­новных факторов их патогенности, не являющихся жизненно важными для микробной клетки, может стать ключевым зве­ном в дискуссии о двух «экологических вариантах» [Марамо- вич А.С., Пинигин А.Ф., 1984] и формировании высокоток- сигенных, «эпидемических» штаммов холерного вибриона [Беляков В.Д. и др., 1986] в результате изменения патогенных свойств холерных вибрионов с увеличением копийности име­ющегося в клетке гена основного фактора патогенности — холерного токсина.
Использование ДНК зондов для обнаружения у холерных вибрионов генов, кодирующих синтез основных факторов патогенности, именно по наличию гена холерного токсина, в отличие от многих других, выявило не количественное, а качественное различие геномов разных штаммов [Власов В.П. и др., 1987; Грижебовский Г.М. и др., 1987; Blake P.Q. et al., 1980; Johnston et al., 1983, и др.]. Установлено, что холерные вибрионы, обнаруживаемые в воде поверхностных водоемов, у птиц, лягушек и пресноводных рыб в местностях, благопо­лучных по холере, в отличие от выделенных от людей при вспышечной заболеваемости и эпидемическом распростране­нии, не содержат гена холерного токсина [Подосиннико- ва Л.С., 1988; Брюханов А.Ф., 1990.; Johnston et al., 1983; Kaper J.B. et al., 1982, и др.]. Токсигенные штаммы холерных вибрионов в воде поверхностных водоемов и сточных водах обнаружены практически только при эпидемических осложне­ниях при холере на данных территориях [Подосиннико- ва Л.С.,1988; Qrskov F., Qrskov G., 1983; Morris J.G. et al., 1984, и др.], что подтверждает их этиологическую и эпидеми­ческую значимость.
Нетоксигенные штаммы холерных вибрионов широко рас­пространены в СССР, США, встречаются в Бразилии, Анг­лии и других странах [Наркевич М.И. и др., 1991; Johnson et al., 1983, и др.]. Описаны случаи заболевания холерой или вибриононосительства, вызванные нетоксигенными штамма­ми холерных вибрионов [Подосинникова Л.С. и др., 1989; Johnston et al., 1983; Morris J.G. et al., 1984, и др.]. Вероятно, холерные вибрионы, не имеющие гена холерного токсина*
реализуют в восприимчивом организме другие факторы пато­генности, в том числе новый токсин, шигатоксин, гемолизин 1(3 и др. Однако эти заболевания не имеют тенденции к эпи­демическому распространению даже при наличии соответству­ющих путей и факторов распространения таких вибрионов [Подосинникова Л.С. и др., 1988; Москвитина Э.А. и др., 1990; Kaper J.B. et al., 1982; Morris J.G. et al., 1984, и др.].
Точка зрения об отсутствии эпидемической значимости нетоксигенных штаммов холерных вибрионов впервые была высказана в результате изучения вспышек и спорадических заболеваний холерой в 1973—1981 гг. в Техасе и Луизиане (США) [Kaper J.B. et al., 1982; Lin F.I.C. et al., 1986, и др.]. Полученные нами результаты ретроспективного анализа и изучения более 10 тыс. музейных и свежевыделенных штаммов холерных вибрионов в 1965—1991 гг. на территории бывшего СССР дают возможность сделать однозначный вывод, что метод молекулярной гибридизации с использованием ДНК-зонда для выявления гена холерного токсина позволяет оценивать по­тенциальную эпидемическую значимость штаммов холерного вибриона [Гинцбург А.Л. и др., 1987; Подосинникова Л.С. и др., 1988, 1989; Брюханов А.Ф., 1990].
Характеристика холерогенной и гемолитической активно­сти токсигенных штаммов холерных вибрионов выявила пре­обладание (более 90%) гемолизнегативных вариантов среди штаммов, выделенных от людей, и практически равное коли­чество гемолитичных и негемолитичных токсигенных холер­ных вибрионов, обнаруженных в объектах окружающей среды. При этом токсигенные негемолитичные холерные вибрионы более чем в 90% случаев были вирулентны для кроликов- сосунков, а гемолитичные — слабо- и авирулентны. В связи с этим можно говорить как о высоком проценте фенотипичес­кой экспрессии токсигенности холерных вибрионов in vivo, так и о существовании гемолитичных токсигенных, но не холерогенных для кроликов-сосунков вариантов холерных вибрионов [Подосинникова Л.С. и др., 1988; Lin F.I.C. et al., 1986, и др.]. Большая, чем у людей, частота обнаружения последних в объектах окружающей среды свидетельствует о формировании их под влиянием определенных экологических условий, различные сочетания которых могут способствовать снижению или повышению вирулентности потенциально па­тогенных, имеющих ген холерного токсина холерных вибри­онов, природный резервуар которых, по свидетельству Bergy’s Manual Systematic bacteriology, все еще неизвестен. Что же касается холерных вибрионов группы 01, не имеющих гена холерного токсина, то их патогенные свойства и взаимоотно­шения с токсигенными вариантами требуют дальнейшего изучения в плане выяснения возможной эпидемической зна­чимости и уточнения таксономического положения.

Источник: Под ред. В. И. Покровского, «Холера в СССР в период VII паццемии» 2000

А так же в разделе «ЭВОЛЮЦИЯ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПАТОГЕННОСТИ ХОЛЕРНЫХ ВИБРИОНОВ И ОЦЕНКА ЭПИДЕМИЧЕСКОЙ ЗНАЧИМОСТИ ВИБРИОНОВ ЭЛЬ-ТОР РАЗЛИЧНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ »