Академія медичних наук України

Інститут мікробіології та імунології ім. І.І.Мечникова

ПУШКІНА ВАЛЕНТИНА ОЛЕКСАНДРІВНА

УДК:616 — 036. 22 : 616 – 022. 7 : 579. 84 (Legionella) : (1 — 21)

Мікробіологічна характеристика легіонел, які циркулюють на території
України, та деякі підходи щодо вирішення проблеми легіонельозу

03.00.07 – мікробіологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Харків – 2004

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Українському науково-дослідному протичумному
інституті ім. І.І. Мечникова.

Науковий керівник:

доктор медичних наук, старший науковий співробітник Степанківська Лариса
Дмитрівна, Український науково дослідний протичумний інститут ім. І.І.
Мечникова, провідний науковий співробітник лабораторії повільних
інфекцій та ВІЛ /СНІДу

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, Бірюкова Світлана Василівна, Харківська медична
академія післядипломної освіти МОЗ України, професор кафедри клінічної
імунології і мікробіології

доктор медичних наук Доброштан Євген Васильович, Інститут епідеміології
та інфекційних хвороб імені Л.В.Громашевського АМН України, завідувач
науково-організаційним відділом

Провідна установа: Національний медичний університет ім. О.О.Богомольця
МОЗ України

Захист відбудеться “04” лютого 2005 року об 11.00 годині на засіданні
спеціалізованої Вченої ради Д 64.618.01 при Інституті мікробіології та
імунології

ім.. І.І.Мечникова АМН України за адресою: 61057, м. Харків, вул..
Пушкінська, 14.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту мікробіології та
імунології ім. І.І. Мечникова АМН України за адресою: 61057, м. Харків,
вул. Пушкінська, 14.

Автореферат розісланий “ 29 ” грудня 2004 р.

Вчений секретар

спеціалізованої Вченої ради,

к.мед.н., пров.н.с. С.В Бруснік

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. З кожним роком зростає кількість випадків
легіонельозу і країн неблагополучних щодо цієї інфекції. Так, якщо в
Європі в 1993 році захворювання виявлені в 19 країнах, то в 1998 році –
в 28, причому в 9 з них зареєстровано 32 спалахи. Показник летальності
склав 13,1% (Geneva: WHO, 1993-1998).

З часу першого спалаху легіонельозу (США, 1976) і виділення Legionella
pneumophila (McDade J.E. et al., 1977) інфекція реєструється повсюдно
(Прозоровський С.В.із співавт., 1984). До теперішнього часу описано
більше 42 видів легіонел, проте майже 90% випадків захворювання
пов’язано з Legionella pneumophila Philadelphia I (Тартаковський І.С.,
Синопальников А.І., 2001).

Летальність сягає 10–15%, а при нозокоміальному легіонельозі — 35-40%.
Сприйнятливість до інфекції більше 70% (Тартаковський І.С., 2001).

Легіонельоз – типовий приклад техногенних інфекцій. Зараження
відбувається при вдиханні аерозолю, який утворюється при експлуатації
штучних екосистем, та містить інфікуючу дозу легіонел. Значущу роль в
накопиченні збудника грають використовувані в конструкціях матеріали. У
біоплівках на їх поверхнях мікроорганізми більш стійкі до дії
несприятливих чинників, включаючи дезінфектанти (Donlan R.M., 2001).

На даний час в США і більшості країн Європи впроваджена в практику
клінічна і лабораторна діагностика легіонельозу. Визначені основні
резервуари інфекції (Flirmans C.B. et al., 1981, Тартаковський І.С.,
2000), вивчаються біологічні властивості збудника, апробовані
різноманітні дезінфікуючі засоби. На території колишнього СРСР
дослідження почалися в 1979 році в Росії. У 1987 році в НДІЕМ ім.
М.Ф.Гамалеї організована лабораторія, що одержала статус Центру ВООЗ з
легіонельозу, де розроблені ефективні методи його діагностики,
сконструйовані живильні середовища, проводиться вивчення біології
збудника (Тартаковський І.С., Синопальников А.І., 2001).

В Україні дослідження щодо проблеми легіонельозу розпочаті в 1987 році
на базі Одеської протичумної станції і вже перші результати показали їх
актуальність (Могилевський Л.Я., Пушкіна В.О. із співавт.,1989). Після
розпаду СРСР ці роботи були припинені за винятком епізодичних досліджень
в Українському науково-дослідному протичумному інституті. Не зважаючи на
значні успіхи, які досягнуті при вивченні цієї інфекції, проблема
легіонельозу являється актуальною і потребує подальшого розвитку.
Підтвердженням цього є великий спалах легіонельозу серед відвідувачів
аукціону квітів в Голандії (1999), під час якого захворіло 188 чоловік,
а летальність склала 8,5% (Jeroen W. Den Boer et al., 2002) та спалахи в
Іспанії, Франції, Норвегії та ін. (Geneva: WHO, 1998- 2002).

В Україні на сьогоднішній день відсутня система епідеміологічного
нагляду за легіонельозом. Для організації та проведення цілеспрямованих
профілактичних заходів необхідно вивчити екологію регіональних штамів
легіонел, їх мікробіологічну характеристику, виявити чинники, що
сприяють накопиченню збудника, розробити підходи щодо деконтамінації
штучних екосистем. Вивчення ролі легіонел у виникненні пневмоній і ГРЗ
на території України сприятиме своєчасній постановці етіологічного
діагнозу і призначенню адекватного етіотропного лікування.

Зв’язок роботи з науковими темами. Робота виконувалась на базі Одеської
протичумної станції (1986-1991рр.) в рамках програми «Легіонельоз». У
2001 році дослідження відновлені в Українському науково-дослідному
протичумному інституті відповідно до планової наукової теми:
«Епідеміолого-екологічні аспекти легіонельозу в умовах мегаполісу»
(держ. реєстраційний № 0102U001225).

Мета роботи. Виявити циркуляцію легіонел та їх етіологічну значимість в
інфекційній патології людини на території України; охарактеризувати
біологічні властивості регіональних штамів, оцінити ефективність
хімічної і біотехнологічної дезінфекції в попередженні легіонельозу.

Задачі дослідження:

Провести аналітичну оцінку епідеміологічних особливостей легіонельозу,
мікробіологічної та екологічної характеристики легіонел, їх впливу на
виникнення захворюваності.

Встановити етіологічну роль легіонел в захворюваності пневмоніями і ГРЗ
в Україні (в умовах окремих регіонів — мм.Одеса, Миколаїв).

Провести пошук штамів легіонел в природних і штучних екосистемах.

Вивчити фенотипічні, біохімічні, серологічні, біологічні характеристики
штамів легіонел, циркулюючих на території України.

В експерименті вивчити вплив рельєфу поверхні полімерних матеріалів на
сорбцію легіонел.

Визначити ефективність дії сучасних дезінфектантів щодо штамів легіонел,
сорбованих на поверхнях полімерних матеріалів.

В модельних умовах вивчити можливість використання біотехнології
запобігання біообростання систем зворотного водопостачання для зниження
концентрації легіонел в штучних водних екосистемах.

Наукова новизна досліджень. Вперше в Україні розшифровані та описані
спалахи і спорадичні випадки легіонельозу. Вперше на території України
виділені штами легіонел, охарактеризовані їх біологічні властивості.
Показано, що рельєф поверхні полімерних матеріалів впливає на сорбцію і
накопичення на них легіонел. В умовах моделі доведена перспективність
використання «Cпособу запобігання біообростання в системах зворотного
водопостачання» для профілактики легіонельозу.

Практичне значення одержаних результатів. Результати даної роботи
обґрунтовують необхідність: підготовки фахівців і вкорінення в практику
роботи бактеріологічних лабораторій відділів особливо небезпечних
інфекцій України методів досліджень на легіонельоз;

— впровадження на території України в комплекс обстеження хворих на
атипові пневмонії і ГРЗ з важким клінічним перебігом діагностичних
досліджень на легіонельоз;

-включення в план медичної підготовки плавскладу занять по лікуванню та
профілактиці легіонельозу;

— виявлення об’єктів групи ризику щодо легіонельозу з метою проведення
на них моніторингу та здійснення профілактичних заходів.

Розроблено «Спосіб оцінки бактерицидної активності дезінфікуючих
засобів», який дозволяє одержувати адекватні результати щодо
мікроорганізмів, сорбованих на полімерних матеріалах (деклараційний
патент на винахід № 59903А від 15.09.2003), та може застосовуватися для
оцінки бактерицидної активності нових дезінфектантів і вибору засобів
для проведення цілеспрямованої дезінфекції штучних екосистем.

З урахуванням одержаних даних підготовлено проект наказу по МОЗ України
і методичні рекомендації щодо організації епіднагляду і лабораторної
діагностики легіонельозу, складені та розіслані інформаційні листи.

Особистий внесок здобувача. Автор самостійно провела
науково-інформаційний пошук, сформулювала мету та задачі дослідження,
визначила методологічні підходи, відпрацювала експериментальні моделі
досліджень. Самостійно проаналізовані дані літератури щодо
епідеміолого-екологічних аспектів легіонельозу, мікробіологічної
характеристики легіонел, методів лабораторної діагностики. Приймала
безпосередню участь в розшифруванні спалахів легіонельозу, встановленні
етіологогічної ролі легіонел у виникненні пневмоній та ГРЗ на території
України. Вивчала розповсюдження легіонел в природних та штучних
екосистемах, вперше в Україні виділила культури легіонел. Самостійно
проведено вивчення мікробіологічних властивостей регіональних штамів,
експериментальну роботу по дослідженню сорбції легіонел на полімерах з
різним рельєфом поверхні і ефективності дії дезінфікуючих засобів
відносно штамів, сорбованих на цих матеріалах. Разом із співавторами
розроблено «Спосіб оцінки бактерицидної активності дезінфікуючих
засобів». Самостійно вивчена можливість використання біотехнологічного
методу для зниження концентрації легіонел в штучних екосистемах.
Статистична обробка, науковий аналіз результатів, обгрунтування
висновків та рекомендацій виконано безпосередньо дисертантом.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи
доповідались на науково-практичній конференції «Санітарна охорона
України і профілактика особливо небезпечних інфекцій» (м. Одеса, 1997),
нараді – семінарі з актуальних питань лабораторної діагностики особливо
небезпечних інфекцій (Київ-Вінниця, 2000), міжнародній науковій
конференції «Екологія і біогеохімічна діяльність мікроорганізмів»
(Одеса, 2001), IV міжнародній науково-практичній конференції «Вода і
здоров’я 2001» (Одеса, 2001), міжнародній науково-практичній конференції
«Актуальні питання стратегії, тактики, застосування і дослідження
антисептиків, антибіотиків» (Вінниця, 2002), всеукраїнському з’їзді
санепідслужби, присвяченому її 80 – річчю та пам’яті академіка
Л.В.Громашевського (Київ, 2003).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 16 робіт, зокрема 4
статті в журналах, рекомендованих ВАК України, одержано патент на
винахід .

Обсяг та структура дисертації. Текст дисертації викладено на 118
сторінках тексту. Він складається з вступу, огляду літератури, опису
матеріалів і методів дослідження, 3-х основних розділів власних
досліджень, аналізу і обговорення одержаних результатів, висновків,
рекомендацій. Список літератури містить 145 джерел. Робота включає 14
таблиць та 12 рисунків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали і методи дослідження. За періоди 1987 по 1991 і 2000-2003 роки
досліджена імунологічна структура населення на наявність специфічних
антитіл до Legionella pneumophila Philadelphia I — тестовано 2686
донорських сироваток крові різних контингентів: цивільні особи,
військовослужбовці, члени екіпажів суден (м. Одеса). З діагностичною
метою обстежено 1383 хворих на пневмонії та гострі респіраторні
захворювання (мм. Одеса, Миколаїв, Донецьк, Сумська область), досліджено
62 проби секційного матеріалу (біоптати легенів). Для вивчення
циркуляції легіонел в об’єктах навколишнього середовища проаналізовано
1446 проб. Отримана характеристика біологічних властивостей 32 штамів
легіонел, ізольованих з природних і штучних екосистем на території
України.

Вивчена сорбція легіонел на 6 зразках полімерів з різним профілем
рельєфу поверхні. Проведена оцінка ефективності дезінфікуючих засобів
щодо легіонел, сорбованих на полімерних матеріалах, за допомогою
розробленого нами способу.

У модельних дослідах вивчена можливість застосування біотехнології
«спосіб запобігання біообростання в системах зворотного водопостачання»
для зниження концентрації легіонел в штучних водних екосистемах.

Для досягнення поставлених в роботі задач використано комплекс методів:

1.Імунологічний (серологічний) метод застосовували при виявленні антитіл
до Legionella pneumophila Philadelphia I в реакції непрямої
імунофлуоресценції, об’ємної агломерації та імуноферментному аналізі.
Для виявлення легіонел в клінічному матеріалі і об’єктах навколишнього
середовища застосовували реакції прямої імунофлуоресценції та
імуноферментний аналіз. З метою серологічної ідентифікації виділених
штамів — реакції аглютинації і прямої імунофлуоресценції.

2.Бактеріологічний метод використовували для виділення культур легіонел,
накопичення культуральної маси, зберігання колекційних штамів легіонел.

3.Біохімічні методи використовували для ідентифікації при вивченні
біохімічної активності виділених культур.

4.Біологічний метод застосовували при вивченні вірулентності виділених
культур.

5.Цитоморфологічний метод використовували при вивченні цитопатогенної
дії легіонел на культуру клітин Нер-2

6.Метод клініко-епідеміологічного аналізу застосовували для розшифровки
спалахів і спорадичних випадків захворювання на легіонельоз.

7.Статистичний метод використовували для обробки одержаних даних.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Вивчення екології легіонел і їх ролі в інфекційній патології на
території України. Пошук легіонел проводили в штучних і природних
екосистемах (табл.1).

Таблиця 1

Виділення бактерій роду Legionella на різних об’єктах м. Одеси

Об’єкт дослідження Місце відбору проб К-ть проб К-ть штамів

Абс. % ± ((95)

ТЕЦ Механічні вугільні фільтри 24 4 16.67±14.91

Залізничний транспорт Накопичувальні резервуари води, питні титани 45
3 6,66±7,28

Об’єкти з системами рециркуляторного типу Оборотні реформінги,

градирні 65 5 7.69±3.30

Інші пром. об’єкти Системи кондиціювання 133 2 1.50±2.07

Комунальні об’єкти Фонтани, басейни, душові 17 1 5.88±11.19

Природні екосистеми Відкриті водоймища (р.р.Дунай, Дністер) 163 7
4.29±1.59

Найвищий ступінь обсіменіння відмічений в пробах ТЕЦ і підприємствах,
що включають в технологічний цикл водні системи рециркуляторного типу.
Наведені дані свідчать про те, що річки Дунай і Дністер являються
природною екологічною нішею легіонел. При попаданні води з них в штучні
екосистеми з відповідними умовами формуються резервуари збудника.

Одержані результати щодо розповсюдження легіонел зумовили необхідність
встановлення їх етіологічної ролі в інфекційній патології на території
України. Скринінговими дослідженнями імуноструктури населення м.Одеси
виявили антитіла в різних титрах до L.pneumophila Philadelphia I — в
2.26 ± 0.57 % випадків. При обстеженні хворих на пневмонії та ГРЗ
на територіях міст Одеси і Миколаєва етіологічна роль L.pneumophila
Philadelphia I виявлена відповідно в 4.85 ± 1.25% і 2.82 ±1.14%. При
вивченні 62-х зразків секційного матеріалу в 6 з них (9.68 ±7.36%)
методом прямої імунофлуоресценції знайдені легіонели .

Особлива увага була приділена проблемі легіонельозу на суднах. Специфіка
морського транспорту — тривалість рейсів, зміна кліматичних поясів,
заходи в порти з неблагополучною епідситуацією сприяє різноманітності
суднової мікробіоти. У зв’язку з цим нами проведені дослідження,
направлені на виявлення легіонел і вивчення їх етіологічної ролі у
виникненні захворювань в умовах суден. З 34 -х обстежених суден
легіонели знайдено на 8 (23,53 ( 7,27%). Дані щодо розповсюдження
легіонел на суднах представлені в табл.2.

Таблиця 2

Результати обстеження на наявність легіонел різних об’єктів на суднах

Місце відбору проб К-ть проб К-ть позитивних результатів

абс. % ± ( (95)

Змиви з систем кондиціювання 479 28 5.85±1.07

Вода з кондиціонерів і душових установок 448 5 1.12±0.97

Змиви с поверхонь в каютах і коридорах 18 2 11.11±14.51

ВСЬОГО =SUM(ABOVE) 94 5 =SUM(ABOVE) 35 3.70±1.20

Одержані результати дозволяють віднести морський транспорт до групи
ризику. В першу чергу це стосується суден із загальними системами
вентиляції та кондиціювання, при контамінації яких легіонелами зростає
ризик виникнення не тільки спорадичних випадків захворювання, але й
епідемічних спалахів.

Паралельно з вивченням розповсюдження легіонел на суднах проведено
вивчення імуноструктури щодо L.pneumophila Philadelphia I у осіб
плавскладу. Досліджували сироватки крові від 705 моряків при поверненні
з рейсів. Як контрольну групу обстежили 101 курсанта морського
університету до проходження плавпрактики (табл.3). Виявлені достовірні
відмінності між основною і контрольною групами (помилка менше 5%), що з
урахуванням екології легіонел на суднах, дозволяє віднести моряків до
контингенту групи ризику по легіонельозу.

Таблиця 3

Наявність антитіл до L.pneumophila Philadelphia I у плавскладу і
курсантів

морського університету до проходження
плавпрактики

Обстежувані

контингенти Всього

обстежено Позитивні результати Достовірність

відмінності

абс. % ± ( (95)

Плавсклад 705 56 7.94±1.99 3.8533

Курсанти 101 2 1.98±2.71

Епідемічні спалахи і спорадична захворюваність на легіонельоз в Україні.
Присутність легіонел в штучних екосистемах може спричинити виникнення
епідемічних ситуацій. Нами розшифровані 6 спалахів легіонельозу — 3 на
суднах, 1 на промисловому об’єкті в Сумській області, 1- в гуртожитку
м. Донецька і сімейний спалах в м. Одесі. Сумарно зареєстровано 52
випадки захворювання.

На суднах в цілому захворів 31 чоловік. Під час 2-х спалахів ГРЗ
на суховантажних суднах захворіли 14 членів екіпажу. На пасажирському
судні були зареєстровані пневмонії у пасажирки і 16 членів команди. При
проведені ретроспективного епідрозслідування спалахів ГРЗ в сироватках
крові всіх перехворілих методом непрямої імунофлуоресценції виявлені
антитіла до L.pneumophila Philadelphia I в титрах від 1: 32 до 1: 128
(діагностичний). На одному суховантажному судні виявили антиген
L.pneumophila Philadelphia I в 2-х змивах з розтрубів кондиціонерів, на
іншому — результати дослідження були негативними. На пасажирському
судні при дослідженні сироваток крові перехворілих специфічні антитіла
знайдені в діагностичних титрах. Антиген L.pneumophila Philadelphia I
виявили в змивах з ріжків кондиціонерів повітря в каютах перехворілих.
Подача повітря в дані приміщення відбувалася одним рукавом кондиціонера.
З конденсату системи кондиціювання виділили культури L.pneumophila
Philadelphia I.

В період спалаху хвороби легіонерів на промисловому об’єкті в Сумській
області на пневмонію захворіло 13 чоловік. При серологічних дослідженнях
в сироватках крові перехворілих виявили антитіла до L.pneumophila
Philadelphia I в діагностичних титрах з наростанням при повторних
аналізах. Зараження відбувалося при вдиханні аерозолю, що утворився в
результаті затоплення термальними стічними водами повітрогонів витяжної
вентиляції, де методом прямої імунофлуоресценції виявили легіонели.

Спалах легіонельозу зареєстровано в гуртожитку м. Донецька. Троє учнів
при відсутністі гарячої води вмивалися водою з опалювальної батареї. Всі
захворіли на важку форму пневмонії. Методом імуноферментного аналізу у
них виявили антитіла до L.pneumophila Philadelphia I з наростанням
титрів при повторних аналізах до 1: 1600 -1: 3200. У воді з батареї
виділили культуру L.pneumophila Philadelphia I.

Під час сімейного спалаху в Одесі протягом 2-х тижнів на пневмонію
захворіли сестри 8 і 13 років, їх мати і родич 16 років. Протягом 3-х
тижнів хворі одержували масивну антібіотикотерапію. Потім були
госпіталізовані з діагнозом «легіонельоз?». Сироватки крові поступили на
дослідження в пізні терміни. Проте, двома методами (непряма
імунофлуоресценція і реакція об’ємної агломерації) антитіла до
L.pneumophila Philadelphia I виявили в діагностичних титрах. У родича
специфічні антитіла виявили через місяць після одужання (він виїжджав з
Одеси) в Ѕ діагностичного титру. Хворі постійно знаходилися в своєму
приватному будинку, де із змиву з головки душу та шланга краплинного
зрошування і водяного аерозолю з нього були виділені культури
L.pneumophila Philadelphia I.

f

j

?

P

4

d

f

h

j

l

?

?

?

?

?

A

???

`„Ae

”y°

”y°

”y°

–kd?

a

окриття в квартирі. У змивах з прилеглої до підлоги сторони знятого
покриття і пробах води з підвалу методом імуноферментного аналізу
виявили антиген L.pneumophila Philadelphia I.

Хвору С., 35 років госпіталізували з діагнозом пневмонія. Серологічними
дослідженнями в неї виявили антитіла до L.pneumophila Philadelphia I в
діагностичному титрі. В ході епідеміологічного розслідування
встановлено, що вона прибирала душову, якою довго не користувалися і
брала воду з душового ріжка, в змивах з якого методом прямої
імунофлуоресценції знайшли легіонели.

Подані матеріали свідчать про необхідність впровадження в практику
роботи закладів охорони здоров’я України діагностики легіонельозу.

Мікробіологічна характеристика штамів легіонел, ізольованих на території
України. При вивченні екології легіонел на території України і
проведенні епідеміологічних розслідувань виділені 32 культури легіонел.
Всі штами росли тільки на спеціальних елективних середовищах в аеробних
умовах у вологій атмосфері при температурі 35- 370 С. Первинний ріст
спостерігали з 4-ої до 8-ої доби. Молоді колонії легіонел формувалися у
вигляді найдрібніших крапельок роси, були округлі, опуклі, сіруватого
відтінку. Через 2-3 доби утворювалися синювато-сірі, плоско-опуклі
колонії діаметром до 2 мм. Як правило, вони мали втягнутий центр,
гранульовану або блискучу поверхню, рівний край. У косопадаючому
промені світла колонії виглядали малахітово-зеленими, рідше
червонувато-сірими з мармуровоподібною хвилясто-волокнистою
мікроструктурою. У мазках легіонели мали вигляд паличок середніх
розмірів, з загостреними кінцями. Зустрічалися нитковидні та кокоподібні
форми. На основі фенотипічної характеристики штамів (табл.4) і
результатів серотипування з 32 штамів 26 (81,25(13,57%) віднесені до
виду L.pneumophila; 6 штамів ідентифікували тільки до роду — Legionella
spp.

Таблиця 4

Фенотипічна характеристика штамів легіонел, виділених на території
України

Досліджувана ознака Кількість штамів

Забарвлення по Граму 32 грам (-)*

Рухливість 31 (+)**; 1 (-)

Гідроліз гіппурату натрію 26 (+); 6 (-)

Ріст На елективних середовищах 32 (+)

М’ясопептонному агарі 32 (-)

Кров’яному агарі 32 (-)

Наявність Каталази 32 (+)

Оксидази 19 (+); 13 (-)

Тірозинази 25 (+); 7(-)

Утворення Ацетилметилкарбінолу 9 (+);23 (-)

*відсутність ознаки, ** наявність ознаки

Враховуючи здатність легіонел до внутрішньоклітинного паразитування,
вивчили дію 5 штамів легіонел на культуру клітин Нер-2. Виявлено значні
відмінності в цитопатогенній дії — від дегенерації і повної загибелі
моношару із збільшенням кількості бактерій до відсутності видимих
морфологічних змін.. Дві культури, ізольовані з одного об’єкту,
викликали схожу цитопатогенну дію: створення клітинами довгих
відростків, вакуолізацію цитоплазми. При вивченні вірулентності всіх 5
штамів на морських свинках у 2-х випадках зафіксована загибель біопроб,
заражених штамами L.pneumophila 1,2 сероварів. При їх розтині
спостерігали збільшення печінки і селезінки, повнокрів’я легенів. У
мазках-відбитках легенів методом прямої імунофлуоресценції виявлені
клітини легіонел.

Аналіз результатів вивчення циркуляції легіонел з урахуванням
клініко-епідеміологічних даних показав, що при всіх розшифрованих
спалахах легіонельозу у вогнищах виділені культури L.pneumophila
Philadelphia I, що узгоджується з даними літератури. Екологічні
відмінності для легіонел різних видів і сероварів не виявлені. У зв’язку
з цим, об’єкти, контаміновані будь-якими видами легіонел, представляють
потенційну небезпеку виникнення захворювань.

Вивчення ролі полімерних матеріалів в розповсюдженні легіонел в штучних
екосистемах, оцінка ефективності хімічної і біотехнологічної
дезінфекції. Полімери — абіотичний чинник більшості штучних екосистем.
Ми вивчили залежність сорбції легіонел від рельєфу їх поверхонь. Профіль
рельєфу шести візуально гладких зразків (А-Е) знятий за допомогою
методик світлової оптики в інституті фізики Одеського національного
університету (рис.1). Видно, що зразки А,В,Г,Е мають подібну поверхню, а
Б і Д – значно від них відрізняються.

Рис.1 Рельєф поверхні маркованих зразків полімерних матеріалів.

Діаметр пор в найменш шорсткому зразку не перевищував 2-4 мкм (Б) і
досягав 30мкм в найшорсткішому (Д). У решти зразків пори не
перевищували 7-10 мкм. Простерилізовані зразки заражали суспензією
легіонел і після експозиції змив висівали на щільне середовище з
подальшим підрахунком КУО (табл.5).

Таблиця 5

Результати вивчення сорбції легіонел на зразках полімерних матеріалів

Зразок А Б В Г Д Е

Х (КУО) 44,0 ( 2,9 32,5(15,7 44,0 ( 3,4 46,3 ( 2,3 71,0 ( 8,1 46,0 ( 3,9

Критерій Стьюдента ( = 0,95

( =6,6% ( = 0,95

( =48,3% ( = 0,95

( =7,8% ( = 0,95

( =5,2% ( = 0,95

( =11,4% ( = 0,95

( =8,5%

Найбільша кількість легіонел адсорбувалася на зразку Д, найменша – на
зразку Б. Довірчі інтервали середніх арифметичних значень (Х) КУО цих
зразків не перекриваються ні між собою, ні із значеннями зразків
А,В,Г,Е. Розмір пор більшості зразків перевищував розміри
мікроорганізмів, що слід враховувати при проведенні дезінфекції. Крім
того, поверхня більшості полімерних матеріалів гідрофобна, а в медичній
практиці використовують водяні розчини дезінфектантів. При цьому
створюються умови для персистенції збудників в порах полімерів. Нами
встановлено, що в даному випадку оцінка бактерицидної активності
дезінфектантів традиційними методами не дає адекватних результатів. У
зв’язку з цим розроблено “Спосіб оцінки бактерицидної активності
дезінфікуючих засобів” щодо мікроорганізмів, сорбованих на полімерних
матеріалах. Спосіб базується на зануренні зразків полімерів після їх
знезараження в рідкі живильні середовища і тривалому культивуванні (до
10 діб) з подальшим висівом на щільні живильні середовища для контролю
можливого росту мікроорганізмів (табл.6).

Таблиця 6

Результати порівняльного вивчення бактерицидної активності
дезінфектантів, щодо легіонел, сорбованих на полімерах

Дезінфекційний засіб Тест-штам

Облік результатів

за затвердженою

методикою пропонованим

способом

Сокрена (1%) L.pn.Philadelphia I В/р** В/р

Корзолекс (3%) L.pn.Philadelphia I В/р Н/р*( 10-а доба)

Лізоформін (1%) L.pn.Philadelphia I В/р В/р

Хлорамін (1%) L.pn.Philadelphia I В/р Н/р (8-а доба)

Активований

Хлорамін (1%) L.pn.Philadelphia I

В/р

В/р

Примітка: *Н/р – наявність росту; **В/р – відсутність росту

Використання дезінфектантів для деконтаминації штучних екосистем не
завжди можливе через конструктивні особливості об’єктів. Нами в
модельних умовах вивчена можливість використання біотехнології
запобігання біообростанню систем зворотного водопостачання, розробленої
інститутом колоїдної хімії і хімії води НАН України, для зниження
концентрації легіонел. Метод базується на створенні водною біотою
трофічних ланцюгів на твердих носіях з витісненням одних організмів
іншими. Як носії використовуються високоадгезивні синтетичні волокна
«ВІЯ», що заповнюють установку «Біоадгезатор» (рис.2).

Рис.2. Схема використання установки «Біоадгезатор» в біотехнології
запобігання біообростання систем зворотного водопостачання

У ємкість з водою вносили культуру легіонел і вміщували акваріумний
фільтр з волокнами “ВІЯ”. У контрольній ємкості фільтр волокнами не
заповнювали. У висівах води відзначали достовірне зниження числа
бактерій в досліджуваних зразках (рис.3). Через 30 днів в досліджуваних
зразках води легіонел не знайшли. У контрольних ріст виявили в
концентрації 10-102 КУО/мл. При висіві змивів з волокон “ВІЯ” з фільтру
в досліджуваній ємкості знайшли поодинокі легіонели.

Рис.3 Динаміка концентрації легіонел у водній системі при використанні
фільтра з волокнами типу «ВІЯ».

Проведені дослідження показали ефективність використання вказаної
технології для зниження концентрації легіонел.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення результатів досліджень з
проблеми легіонельозу, вперше проведених здобувачем в Україні. Отримана
мікробіологічна характеристика штамів легіонел, циркулюючих в окремих
регіонах країни, встановлена їх етіологічна роль в інфекційній патології
людини, дана оцінка ефективності хімічної і біотехнологічної
дезінфекції в попередженні легіонельозу.

1. Вперше доведено наявність захворюваності на легіонельоз в Україні
(мм. Одеса, Миколаїв, Донецьк, Сумська область). Специфічні антитіла до
L.pneumophila Philadelphia 1 виявлені у різних груп здорового населення
м. Одеси в 2,2%; у хворих на пневмонію і ГРЗ — в 4,7% і 2,8%
відповідно.

2. Встановлена контамінація легіонелами природних і штучних водних
екосистем на території України, виділено 32 культури легіонел.

3. Більшість виділених штамів легіонел (26 з 32) віднесені до виду
L.pneumophila, що має найбільше медичне значення.

4.Всі штами, виділені при епідеміологічно розшифрованих спалахах,
ідентифіковані як L.pneumophila Philadelphia I.

5. Резервуаром інфекції при епідеміологічно розшифрованих спалахах і
спорадичних захворюваннях на легіонельоз в Україні були штучні водні
екосистеми, системи кондиціювання і вентиляції.

6. Сорбція легіонел на полімерних матеріалах залежить від архітектури
рельєфу їх поверхонь. Найвища сорбція відмічена на зразках з більш
шорсткою поверхнею.

7. Регламентовані методики оцінки бактерицидної активності дезінфікуючих
засобів не дають адекватних результатів відносно мікроорганізмів (в тому
числі легіонел), сорбованих на поверхнях полімерних матеріалів, на
відміну від запропонованого нами способу.

8. В модельних умовах показана ефективність застосування біотехнології
запобігання біообростання систем зворотного водопостачання для зниження
концентрації легіонел в штучних водних системах рециркуляторного типу.

9. Отримані результати обгрунтовують необхідність впровадження в
практику роботи закладів охорони здоров’я України лабораторних методів
досліджень на легіонельоз, створення системи епідеміологічного нагляду
за цією інфекцією.

ПЕРЕЛІК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1.Легионеллез как актуальная проблема заболеваемости плавсостава /
Могилевский Л.Я., Лобуренко А.П., Пушкина В.А., Соколенко А.Ю.// Вісник
морської медицини. – 2001. — № 3 (15). – С. 145-148 (Пушкіна В.О.
проводила лабораторні дослідження, приймала участь у розшифровці
спалахів на суднах).

2.Семейная вспышка легионеллеза в Одессе / Пушкина В.А., Могилевский
Л.Я., Бощенко Ю.А., Степанковская Л.Д., Андрейченко Н.В., Егорова Е.А.,
Ковбасюк Е.В. //Вісник Сумського держ. ун-ту. Сер. мед., 2001. — № 11
(32). – С. 176-179 (Пушкіна В.О. проводила лабораторні дослідження,
приймала участь у епідеміологічному розслідуванні спалаху).

3.Медико-экологические аспекты легионеллезной инфекции и антропогенная
трансформация внешней среды / Ю.А.Бошенко, Л.М.Шафран, А.П.Лобуренко,
Л.Я.Могилевский, В.А.Пушкина, Е.В.Ковбасюк. // Вісник Одеського нац.
ун-ту, 2001.- Т.6. (вип..4).- С.39-41 (Пушкіна В.О. досліджувала проби з
штучних екосистем та узагальнювала результати).

4.Проблема легионеллеза в Украине и пути ее решения / Пушкина В.А.,
Могилевский Л.Я., Шафран Л.М., Лобуренко А.П. // Журн. Довкілля та
здоров’я, 2003. — №2 (25). – С.10 – 13. (Пушкіна В.О. узагальнювала
накопичений досвід з проведеної роботи, розроблювала пропозиції з
профілактики легіонельозу в Україні).

5.Пат.59903 А Україна, МПК 7 А61L/00. Спосіб оцінки бактерицидної
активності дезінфікуючих засобів: Пат.59903 А Україна, МПК 7 А61L/00
В.О.Пушкіна, Л.М. Шафран, О.П.Лобуренко, О.В.Ковбасюк, В.П.Лозицький,
А.С.Федчук, В.О.Самойленко (Україна); Укр.НД протичумний інститут.- №
2002129579; Заявл.02.12.02; Опубл. 15.09.03, Бюл.№ 9.- 3с. (Пушкіна В.О.
проводила інформаційний пошук, експерименти, розробила формули
винаходу).

6.К вопросу изучения распространения легионелл в искусственных водных
системах г. Одессы / Пушкина В.А., Бощенко Ю.А., Могилевский Л.Я.,
Шафран Л.М., Лобуренко А.П., Ковбасюк Е.В., Хабло З.А.//Вода и здоровье,
Одесса: ОЦНТЭИ, 2001.– С.180-184 (Пушкіна В.О. проводила лабораторні
дослідження, узагальнювала результати).

7.Методика виділення і збереження штамів легіонел, ізольованих із
зовнішнього середовища / Пушкіна В.О., Степанківська Л.Д., Пархоменко
Н.Б, Ковбасюк О.В. // Роботи співробітників Музею патогенних для людини
мікроорганізмів.- К., 2001.- С.16 – 22 (Пушкіна В.О. проводила пошук
оптимальних методик виділення та збереження штамів легіонел, узагальнила
одержані результати).

8.Синтетичні матеріали як можливі чинники формування резервуару деяких
особливо – небезпечних інфекцій в штучних екосистемах / Шафран Л.М.,
Пушкіна В.О., Бощенко Ю.А., Могилевський Л.Я., Лобуренко А.П.,
Маньковська, Н.Н. Ковбасюк О.В., Закусило В.М., Самійленко В.О. //
Пам`яті Л.В.Громашевського. Проблеми епідеміології, діагностики,
клініки, лікування та профілактики інфекційних хвороб. АМН України,
Інститут епідеміології та інфекційних хвороб імені Л.В. Громашевського
АМН України.– К., 2002.– С.179 — 181 (Пушкіна В.О. планувала та
проводила експериментальну частину роботи).

9.Могилевский Л.Я., Пушкина В.А., Суслов С.Е. Этиологическая роль
легионелл в респираторной патологии человека // Тезисы науч.-практ.
работ мед.службы Краснознаменного Одесского военного округа., Одесса,
1989. – С.184 (Пушкіна В.О. проводила скринінгові та діагностичні
лабораторні дослідження).

10.Могилевский Л.Я., Пушкина В.А. Изучение распространения болезни
легионеров на территории Одесской и некоторых других областей Украины //
Мат. науч.-практ. конф., Одесса, 1997. – С.119-120 (Пушкіна В.О.
проводила лабораторні дослідження, узагальнювала отримані результати).

11.Пушкина В.А. Лабораторная диагностика легионеллеза //
Мат.наради-семінару з актуальних питань лабораторної діагностики холери
та інших особливо небезпечних інфекцій., Київ-Винниця.- 2000. – С. 54
-55.

12.Грандова М.А., Пушкина В.А., Самойленко В.А. Легионеллы как фактор
воздействия на человека водоиспользующих технических систем //
Міжвузівська науково-технічна конф., Одеса, 2002.– С.17 – 18 (Пушкіна
В.О. проводила інформаційний пошук).

13.Вивчення взаємодії легіонел з культурою клітин Нер-2 / Пушкіна В.О.,
Шитікова Л.І., Костюченко Л.С., Лозицький В.П., Попова Н.А., Ковбасюк
Е.В., Самойленко В.А. // Тез.доп.IХ конгресу СФУЛТ, Луганськ – Київ –
Чикаго, 2002. – С.369 – 370 (Пушкіна В.О. розробила параметри
експерименту, приймала безпосередньо участь в його проведенні та
узагальненні одержаних результатів).

14.Действие дезинфицирующих средств на микроорганизмы, сорбированные на
синтетических материалах /Л.М.Шафран, Ю.А.Бощенко, А.С.Федчук,
В.П.Лозицкий, В.А.Пушкина, Ковбасюк С.И. // Вісник Вінницького держ.
мед. ун-ту, 2002.–Т 6. – С.386 (Пушкіна В.О. планувала та проводила
експериментальну роботу, узагальнювала результати досліджень)

15.Грандова М.О., Пушкіна В.О., Гудзенко Т.В. Вивчення вірулентності
регіональних штамів легіонел // Тез. доп. Х з’їзду товариства
мікробіологів України, Одеса, 2004. – С.119 (Пушкіна В.О. проводила
лабораторні дослідження).

16.Егорова Е.А., Могилевский Л.Я., Пушкина В.А. Пути предупреждения
эпидемического распространения легионеллеза // Мат.наради-семінару з
питань організації і проведення заходів профілактики особливо
небезпечних інфекцій (Пушкіна В.О. узагальнювала накопичений досвід з
проведеної роботи, розроблювала пропозиції з профілактики легіонельозу).

Пушкіна В.О.Мікробіологична характеристика легіонел, які циркулюють на
території України, та деякі підходи щодо вирішення проблеми
легіонельозу. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата медичних наук за фахом

03.00.07-мікробіологія. – Інститут мікробіології і імунології ім.
І.І.Мечникова

АМН України, Харків, 2004.

Дисертація присвячена проблемі легіонельозу в Україні: виявленню
циркуляції легіонел та їх етіологічної значимості в інфекційній
патології людини на території України, одержанню мікробіологічної
характеристики регіональних штамів, оцінці ефективності хімічної і
біотехнологічної дезінфекції в попередженні легіонельозу. Встановлена
контамінація легіонелами штучних і природних екосистем, доведена
наявність захворюваності на легіонельоз в Україні. Отримана
мікробіологічна характеристика регіональних штамів. Показана залежність
сорбції легіонел від деяких властивостей поверхні полімерів. Розроблено
спосіб оцінки бактерицидної активності дезінфікуючих засобів відносно
мікроорганізмів, сорбованих на полімерних матеріалах, з урахуванням
особливостей даного субстрату. В модельних умовах показана ефективність
застосування біотехнологічного методу дезінфекції для зниження
концентрації легіонел в штучних водних системах рециркуляторного типу.

Ключові слова: легіонели, циркуляція, легіонельоз, мікробіологічна
характеристика, полімери, дезінфекція.

Пушкина В.А. Микробиологическая характеристика легионелл, циркулирующих
на территории Украины, и некоторые подходы к решению проблемы
легионеллеза. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по
специальности 03.00.07-микробиология. – Институт микробиологии и
иммунологии им. И.И.Мечникова АМН Украины, Харьков, 2004.

Диссертация посвящена проблеме легионеллеза в Украине: выявлению
циркуляции легионелл и их этиологической значимости в инфекционной
патологии человека на территории Украины, получению микробиологической
характеристики региональных штаммов, оценке эффективности химической и
биотехнологической дезинфекции в предупреждении легионеллеза. Впервые на
территории Украины установлена контаминация легионеллами природных и
искусственных экосистем, доказано наличие заболеваемости легионеллезом
(спорадические случаи и эпидемические вспышки), выделены штаммы
легионелл, получена их микробиологическая характеристика. На основании
результатов изучения морфологических, культуральных, биохимических,
серологических свойств 32-х штаммов легионелл, изолированных на
территории Украины, 26 (81,25(13,57%) отнесены к виду L.pneumophila. Все
штаммы, выделенные при эпидемиологически расшифрованных вспышках,
идентифицированны, как L.pneumophila Philadelphia I. Экологические
различия для легионелл разных видов и сероваров не выявлены. Резервуаром
инфекции эпидемиологически расшифрованных вспышек и спорадических
заболеваний легионеллезом на территории Украины являлись искусственные
водные экосистемы.

Изучена сорбция легионелл на полимерных материалах (абиотического
фактора искусственных экосистем); показана ее зависимость от архитектуры
рельефа их поверхности. Установлено, что размер пор большинства образцов
полимеров превышал размеры микроорганизмов, включая легионеллы. При этом
создаются условия для персистенции возбудителей в порах полимеров. С
учетом полученных данных разработан «Способ оценки бактерицидной
активности дезинфицирующих средств», позволяющий получать адекватные
результаты в отношении микроорганизмов, сорбированных на полимерных
материалах.

В модельных условиях показана эффективность применения биотехнологии
предотвращения биообрастания систем оборотного водоснабжения (разработка
института коллоидной химии и химии воды НАН Украины) для снижения
концентрации легионелл в искусственных водных системах рециркуляторного
типа.

Ключевые слова: легионеллы, циркуляция, легионеллез,
микробиологическая характеристика, полимеры, дезинфекция.

Pushkina V.O. Microbiological characteristics of legionella that
circulate on the territory of Ukraine and some approaches to
Legionnaires’ disease problems management. – Manuscript.

Thesis for degree of Candidate of Medical Sciences in speciality
03.00.07 – microbiology. — Mechnikov Institute of Microbiology and
Immunology AMS UKRAINE, Kharkov, 2004.

Thesis is devoted to the problem of legionellosis in Ukraine: revelation
of legionellas’ circulation and their etiological significance in the
human infectious patology on the territory of Ukraine, receiving of
microbiological characteristics of regional strains, evaluation of
efficacy of chemical and biotechnological desinfection to legionellosis
prevention. Artificial and natural ecosystems legionella contamination
was determined, Legionnaires’ disease presence is proved on the
territory of Ukraine. Microbiological characteristics of regional
strains were determined. The dependency of legionella sorption on some
characteristics of polymers’ surface was shown. Method of evaluation of
disinfecting substances’ bactericide activity was developed for
microorganisms, adsorbed on polymeric material, according to
particularities of given substrate. In model conditions there was shown
efficiency of biotechnological desinfection method use for legionella
concentrations reducing in artificial water of recirculation type
systems.

Keywords: legionella, circulation, Legionnaires’ disease,
microbiological characteristics, polymers, desinfection.

PAGE 16

Похожие записи