Neisseria meningitidis, антитела в Лысьва

ОПИСАНИЕ

Цель данного исследования - определение в крови специфических иммуноглобулинов, появляющихся в ответ на инфицирование организма менингококком (Neisseria meningitidis).

Менингококковая инфекция — это острое, инфекционное, высокозаразное заболевание человека с воздушно-капельным путем передачи, вызываемое Neisseria meningitidis и характеризующееся локальным поражением слизистой оболочки носоглотки (назофарингит) с последующей генерализацией процесса в виде менингококцемии (менингококкового сепсиса) и воспалением мягких мозговых оболочек (менингококкового менингита, эпидемического цереброспинального менингита).

Нейссерии - грамотрицательные аэробные кокки, относящиеся к роду Neisseria. Этот род назван в честь немецкого врача А. Нейссера, обнаружившего возбудителя в гное больного гонореей.

Род Neisseria относится к порядку Neisseriales, семейству Neisseriaceae. Этот род включает несколько видов: Neisseria meningitidis (менингококки), Neisseria gonorrhoeae (гонококки), N. flava, N. subflava, N. perflava, N. sicca, N. mucosa, N. flavescens, N. cinerea, N. elongate, N. lactamica и др. Видами, патогенными для человека, являются менингококки и гонококки.

Возбудитель менингита обнаружил в спинномозговой жидкости больного и детально описал в 1887 году австрийский бактериолог А. Вайхзельбаум.

Таксономически вид Neisseria meningitidis относится к семейству Neisseriaceae роду Neisseria. В составе этого вида по капсульным полисахаридным антигенам выделяют более 13 серогрупп. По белковым и полисахаридным антигенам клеточной стенки выделяют 20 сероваров или серотипов. Морфологически менингококки имеют округлую форму диаметром 0,6-1,0 мкм, располагаются попарно. Поверхности, обращенные друг к другу, вогнутые или ровные.    Менингококки имеют пили (ворсинки), не имеют жгутиков, спор не образуют. Выделенные из организма клетки образуют капсулу. Пили, находящиеся на поверхности клеток возбудителя, содержат разнообразные белковые антигены.

Менингококки по Граму окрашиваются в красный цвет (грамотрицательные), не воспринимая основной краситель. В мазках часто наблюдается неравномерное окрашивание: молодые клетки окрашиваются интенсивно, а старые клетки воспринимают краситель очень слабо.

По культуральным свойствам менингококки являются строгими аэробами и капнофилами (предпочитающие углекислый газ). Они очень требовательны к условиям культивирования и хорошо растут в присутствии 5-7% углекислого газа. На простых питательных средах менингококки не растут, для их культивирования используют среды, содержащие кровь, сыворотку крови, яичный желток, аминокислоты, витамины. Оптимальное значение рН среды составляет 7,2-7,4. Оптимальная температура выращивания 37°С. Биохимическая активность менингококков низкая. Они разлагают глюкозу и мальтозу до кислоты без газа, не разжижают желатин, не образуют индол и сероводород, не восстанавливают нитраты. На среде с сахарозой не образуют полисахарид, что отличает менингококки от условно-патогенных нейссерий.

По капсульным антигенам менингококки подразделяются на 13 серологических групп (А, В, С, D, 29-Е, Н, I, К, L, X, Y, Z, W135). Наиболее часто от больных выделяют серогруппы А, В и С. Штаммы серогруппы А вызывают эпидемические вспышки, а штаммы серогрупп В и С выделяются при спорадических случаях заболевания.

В клеточной мембране менингококков содержится нейссериальный видоспецифический поверхностный белок А (NspA) и поверхностные типоспецифические белки Р (классы Р1 - PorA, Р2 и Р3 - PorB, Р4 - Rmp и Р5 – Opa и Орс). Часть этих белков выполняет функцию поринов (действуют как поры, для транспортировки различных материалов). Белки наружной мембраны класса Р5 (Ора и Орс) называются белками мутности колоний. Штаммы, имеющие эти белки, формируют мутные колонии.

На основании типоспецифических белков вид N. meningitidis делят на серотипы (по PorB-белку выделяют 20 серотипов). В свою очередь, по составу субтиповых белков класса Р1 (по PorA-белку) серотипы подразделяются на 10 субтипов. Одни и те же типовые и субтиповые белки встречаются у менингококков разных серогрупп. Таким образом, антигенный состав каждого штамма включает капсульный групповой полисахарид, типовой белок и субтиповой белок.

Под влиянием факторов внешней среды, в результате мутаций и рекомбинаций у менингококков происходит возникновение новых генетических клонов, содержащих разный набор поверхностных антигенов. Это позволяет менингококкам “ускользать” от действия антител, образующихся в организме в ответ на циркуляцию среди населения предшествующего штамма.

К факторам патогенности менингококков относятся пили, поверхностные белки, капсула, эндотоксин, гиалуронидаза, нейраминидаза, протеаза.

Пили обеспечивают адгезию возбудителя к слизистой оболочке носоглотки. Поверхностные белки - белки мутности Ора и Орс также участвуют в адгезии. Белок Орс называют инвазином, так как он является основным фактором проникновения менингококков в клетки организма. Капсула полисахаридной природы защищает менингококки от фагоцитоза. Эндотоксин (липоолигосахарид) оказывает выраженное пирогенное и сенсибилизирующее действие, участвует в развитии сосудистых поражений и кровоизлияний во внутренние органы. Результатом этого действия является экзантема в виде характерной геморрагической сыпи. Гиалуронидаза и нейраминидаза способствуют распространению возбудителя по организму. Протеаза (IgA-протеаза) расщепляет иммуноглобулин А, защищая бактерии от действия антител.

В плане резистентности, менингококки слабо устойчивы во внешней среде. Вне организма человека они быстро погибают, при низкой температуре утрачивают жизнеспособность. Поэтому при доставке материала в лабораторию используют не только специальную транспортную среду, но и транспортировочные контейнеры, обеспечивающие температурный режим. При температуре 10°С менингококки погибают через 2 часа, при температуре 55°С - через 5 минут, при 80°С – через 1-2 минуты, при кипячении - моментально. Ультрафиолетовые лучи оказывают на них летальное действие. Менингококки чувствительны к действию большинства антисептиков и дезинфектантов. Под действием 1% раствора фенола, 0,5-1% раствора хлорамина, 70% этанола, 3-5% раствора карболовой кислоты они погибают через 1 минуту. Большинство антибиотиков оказывает на менингококки бактерицидное действие. Однако менингококк обладает естественной резистентностью к ванкомицину, полимиксину, ристомицину, линкомицину.

Источником заражения при менингококковой инфекции являются больные генерализованными формами (около 1% от общего числа инфицированных лиц), больные назофарингитом (10-20% от общего числа инфицированных лиц) и здоровые носители (80-90% от числа инфицированных). Бактерионосительство у детей 1-2 лет встречается редко, максимальное количество носителей отмечается в возрасте 14-19 лет. Чаще всего носительство продолжается в течение 2-3 недель. При менингококковом менингите отмечается осенне-зимняя сезонность заболеваемости.

Болеют в основном дети до 15 лет (70-80%) и лица юношеского возраста (10-15%). Возникновению вспышек способствует скученность детей в детских организованных коллективах, учащихся в школах, студентов. Уровень заболеваемости зависит от распространенности носительства менингококка: заболевания не регистрируются в коллективах, где носительство составляет 20% и выше. В этих случаях интенсивная циркуляция менингококка обеспечивает “естественную иммунизацию” населения.

В настоящее время менингококковая инфекция зарегистрирована более чем в 150 странах мира, в том числе в России. В Африке имеется зона высокой заболеваемости менингококковой инфекцией (“менингитный пояс”). Эта зона располагается к югу от пустыни Сахара и распространяется от Эфиопии на востоке до Гамбии на западе. Она включает 15 стран и более 260 млн. человек.

Эпидемии менингококкового менингита происходят в этих странах через каждые 7-14 лет. В этой зоне регистрируются высокие показатели заболеваемости менингококковой инфекцией.

Заболеваемость менингококковой инфекцией в Российской Федерации за 1998-2002 годы составила 2,7 на 100 тыс. населения, в 2003 г. показатель заболеваемости составил 3,01 на 100 тыс. населения. За 2007-2009 гг. число генерализованных форм менингококковой инфекции по Российской Федерации снизилось с 2246 случаев (1,58 на 100 тыс. населения) до 1795 случаев (1,26 на 100 тыс. населения), а число летальных исходов – с 293 до 239 случаев.

Патогенез менингококковой инфекции включает несколько этапов.

На первом этапе менингококки, проникнув в организм человека с вдыхаемым воздухом, попадает на слизистую оболочку верхних дыхательных путей. С помощью нейраминидазы возбудитель преодолевает слой вязкой слизи, с помощью IgA-протеазы разрушает секреторный иммуноглобулин А и колонизируют слизистую оболочку носоглотки.

Колонизации носоглотки способствует связывание менингококковых пилей с рецепторами CD46 эпителиоцитов. В этот период бактерии не вызывают выраженных морфологических изменений в месте проникновения, поэтому процесс условно называют «здоровым» носительством. В большинстве случаев колонизация длится от 1 недели до 1 месяца и прекращается благодаря действию защитных сил организма. Бактерионосительство вызывают менингококки, не имеющие капсулы.

Примерно у 30-50% бактерионосителей инфекционный процесс переходит в следующий этап. В этом случае бескапсульные менингококки с помощью поверхностных белков Ора и Орс прикрепляется к мембране эпителиальных клеток и внедряется в них путем инвагинации.

Те менингококки, которые сохранили капсулу, проникают в эпителиальные клетки путем “непрофессионального” фагоцитоза (поглощение бактерий эпителиальной клеткой). Проникшие в эпителиальные клетки менингококки с помощью липополисахарида стимулируют выброс цитокинов, которые вызывают воспаление слизистой оболочки.

Поглощенные менингококки проникают в дальнейшем в субэпителиальный слой. В месте входных ворот (в носоглотке) развивается катаральное воспаление. При этом в кровь проникает эндотоксин, обусловливая интоксикацию организма, которая длится в течение  3-7 (иногда 2-10) дней. Это состояние называется острым менингококковым назофарингитом.

У лиц, не имеющих специфической иммунной защиты и с низким уровнем общей резистентности, менингококки вызывают развитие генерализованной формы инфекции - септицемию. Это наблюдается примерно в одном случае на несколько тысяч случаев носительства.

Генерализованную инфекцию вызывают капсульные клетки, имеющие пили. Проникшие в подслизистую оболочку менингококки поглощаются фагоцитами (но не переваривается в них) и с их помощью распространяются по организму. В кровяном русле часть клеток погибает, а другие начинают усиленно размножаться. В результате гибели клеток в кровоток поступает эндотоксин (эндотоксинемия), а быстрое размножение возбудителя приводит к бактериемии.

При бактериемии происходит гематогенная диссеминация менингококков в различные органы и системы. В местах оседания возбудителя формируются очаги гнойного воспаления. Развивается сепсис, известный как менингококцемия (менингококкемия).

Эндотоксин возбудителя угнетает фагоцитарную активность нейтрофилов, усиливает свертывание крови, активирует систему комплемента и образование цитокинов (α-ФНО, ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10). Эндотоксинемия приводит к незавершенности фагоцитоза, вазодилатации, тромбообразованию в мелких капиллярах, множественным кровоизлияниям в слизистых оболочках, коже и внутренних органах. При резком нарушении работы свертывающей системы крови вначале увеличивается содержание фибриногена, затем происходит выпадение фибрина в мелких сосудах с образованием тромбов. Снижение содержания фибриногена в крови является причиной кровотечений и кровоизлияний в различные органы и ткани.

Попав в головной мозг, менингококки с помощью пилей прикрепляются к эндотелию сосудов мягкой и паутинной оболочек, а с помощью белка Орс проходит сквозь эндотелий. Так происходит преодоление менингококком гематоэнцефалического барьера. Проникновение возбудителя из крови в ЦНС вызывает воспаление мозговых оболочек. Характер воспаления вначале серозный, а затем - гнойный (гнойный менингит). В субарахноидальном пространстве менингококки размножаются. Воспалительный процесс вызывает чрезмерное образование спинномозговой жидкости, приводящее к внутричерепной гипертензии и отеку головного мозга.

В патогенезе генерализованной менингококковой инфекции кроме бактериемии и интоксикации большую роль играет развитие гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ), что выражается накоплением циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК), которые обусловливают клиническую картину миокардита, перикардита, артрита.

Менингококковая инфекция клинически протекает в виде первично-локализованных форм (менингококконосительство, острый назофарингит) или в виде генерализованных форм (менингококцемия или менингококковый сепсис, менингококковый менингит, менингоэнцефалит).

При генерализованных формах возможно развитие эндокардита, артрита, полиартрита, иридоциклита, пневмонии.

Менингококковый назофарингит проявляется повышением температуры до 37-38°С, болью в горле, умеренной интоксикацией, кашлем, насморком со слизисто-гнойными выделениями, головной болью. При этом кожа остается бледной и сухой.  

При менингококцемии (появление менингококка в крови) температура повышается до 39-40°С, наблюдаются озноб, боли в мышцах и суставах. Характерным симптомом менингококцемии является геморрагическая красно-фиолетовая сыпь, звездчатого характера, имеющая тенденцию к слиянию и некротизации, которая начинается с образования розовых пятен размером 2-10 мм. Чаще всего эти пятна локализуются на ягодицах, туловище, ногах. В последующем розовые пятна превращаются в багровые пятна неправильной (звездчатой) формы, не выступающие над поверхностью кожи. Выражен полиморфизм сыпи – от едва заметных петехий диаметром 2-3 мм до крупных кровоизлияний диаметром 2-5 см. Отличие геморрагической сыпи при менингококковой инфекции от других высыпаний заключается в том, что она не изменяет свою окраску при надавливании на нее.

Наблюдаются явления общей интоксикации, вплоть до развития инфекционно-токсического шока.

Эпидемический цереброспинальный менингит начинается резко, после 5-7-дневного инкубационного периода. В начале болезни отмечаются сильная головная боль, рвота, высокая лихорадка.

Затем развивается оболочечный симптомокомплекс (менингеальный синдром), состоящий из общемозговых и менингеальных симптомов. Общемозговыми симптомами являются головная боль распирающего характера, тошнота, обильная рвота, светобоязнь, судороги, возбуждение.

К менингеальным симптомам относятся положительные симптомы контрактуры коленных суставов Кернига, оболочечный скуловой симптом Бехтерева, симптомы натяжения Брудзинского. Больной находится в характерной позе: затылочные мышцы напряжены, голова запрокинута назад, спина выгнута, живот втянут, ноги согнуты и приведены к животу.

Возможны психические нарушения, судороги и параличи.

Длительность менингококкового менингита составляет в среднем 2-6 недель.

В ответ на инфицирование N. meningitidis иммунной системой вырабатываются специфические антитела.

Антитела к возбудителю менингококковой инфекции (Neisseria meningitidis) – это специфические белки-иммуноглобулины, вырабатываемые иммунной системой в ответ на менингококкковую инфекцию и обеспечивающие иммунную защиту.

Формирование иммунитета при заболевании имеет ряд особенностей. Менингококковая инфекция развивается у лиц, не имеющих антител к вирулентным штаммам. Дети первых 2-6 месяцев жизни болеют очень редко, так как они получают антитела от матери трансплацентарным путем.

Во втором полугодии жизни материнские антитела утрачиваются, поэтому с 6 месяцев до 10 лет отмечается заболеваемость детей менингококковой инфекцией.

Позднее, в возрасте 10-15 лет, дети становятся носителями вирулентных штаммов N. meningitidis. В результате этого у детей вырабатываются собственные антитела к полисахаридному, белковому и липополисахаридному антигенам, защищающие от вирулентных штаммов менингококков (так называемая естественная иммунизация). Заболевание менингитом отмечается при недостаточности систем комплемента и пропердина (система факторов активирующих комплемент).

Для создания пассивного иммунитета детям дошкольного возраста вводят однократно иммуноглобулин в дозе 1,5-3,0 мл не позднее 7-го дня после регистрации первого случая заболевания. Профилактический эффект иммуноглобулина сохраняется в течение нескольких месяцев после введения.  Для активной иммунизации используют вакцины из очищенных капсульных полисахаридов менингококков серогрупп А и С. В России проводят вакцинацию групп риска менингококковой вакциной серогрупп А и С (бивакцина) или вакциной группы А.

В случае возникновения хотя бы одного случая менингококковой инфекции в замкнутом коллективе возможно проведение химиопрофилактики с применением антибиотиков.

Серологические методы используют для обнаружения в исследуемых материалах бактериальных антигенов или антител в сыворотке крови.

Для определения суммарных противоменингококковых антител используется реакция непрямой гемагглютинации (РНГА).  РНГА является дополнительным методом лабораторного подтверждения генерализованной менингококковой инфекции и позволяет выявлять специфические антитела. Для получения достоверного результата исследуют парные сыворотки крови, полученные в динамике (в первые сутки заболевания и на 10-12 день). Кровь отбирают из вены до начала антибиотикотерапии. Отобранный для исследования материал транспортируют в лабораторию в специальных контейнерах, позволяющих поддерживать температуру 37°С.

У больных менингококковой инфекцией антитела обнаруживаются с конца первой недели болезни, достигая максимума на 2-3-й неделе, а затем их титр снижается. На 2-3 сутки с начала заболевания в плазме крови появляются IgA. В разгар менингококковой инфекции повышается уровень IgМ, особенно при генерализованных формах; в период реконвалесценции, в основном, обнаруживаются IgG.

Антитела класса IgA обеспечивают первичный иммунный ответ и уже через 1,5-2 месяца с момента появления в крови не выявляются, в то время как антитела класса IgG сохраняются пожизненно, сохраняя стойкий антимикробный иммунитет к данному серотипу возбудителя. Бактерионосительство протекает без каких-либо клинических проявлений и сопровождается повышением титра IgG в плазме крови.

ПОДГОТОВКА К ИССЛЕДОВАНИЮ

Специальная подготовка не требуется. Рекомендуется взятие венозной крови не ранее чем через 4 часа после последнего приема пищи. Не курить в течение 30 минут до исследования.

ПОКАЗАНИЯ

• Диагностика менингококковой инфекции при бактериальных и серозных менингитах или при подозрении на менингококцемию (на 1-3-й и на 7-10-й день с начала заболевания).
• Выявление бактерионосительства Neisseria meningitidis.
• Дифференциальная диагностика заболеваний, протекающих со сходной с менингитом клинической картиной (с болезнью Фабри: генетически детерминированное заболевание, характеризующееся нарушением обмена сфинголипидов и системным поражением нервной, сосудистой системы и почек; с субарахноидальным кровоизлиянием или субдуральной эмпиемой (нагноением); нейролейкемией, мигренью, васкулитами, системной красной волчанкой; карциномой, саркоидозом и другими опухолевыми процессами головного мозга).
• Определение целесообразности вакцинации против N. meningitidis (исследование проводится перед вакцинацией)
• Оценка эффективности проведенной вакцинации (исследование проводится через 3-4 недели после вакцинации)

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

Интерпретация результатов содержит аналитическую информацию для лечащего врача. Лабораторные данные входят в комплекс всестороннего обследования пациента, проводимого врачом и не могут быть использованы для самодиагностики и самолечения.

Референсные значения: отрицательно.

Выявление суммарных антител к возбудителю бактериального менингита (N. meningitidis) свидетельствует о текущей менингококковой инфекции, бактерионосительстве или успешно проведенной вакцинации.

Диагностический титр антител к менингококку для РНГА (реакции непрямой гемагглютинации) составляет 1:40 (у детей до 1 года – 1:20) и выше.

Обычно с 5-6-го дня заболевания титры антител, выявляемых в РНГА, достигают 1:200 и выше.

Диагностически значимым также считают не менее чем четырехкратное нарастание титра при парном исследовании сывороток, выполненном с интервалом в 7-10 дней.

Противоменингококковые антитела (Neisseria meningitidis antibodies) выявляются в высоких титрах (1:640 и выше) через 3-4 недели после вакцинации. На протяжении последующих 6-8 месяцев титр антител несколько снижается, но сохраняется на повышенном уровне в течение 3 лет.

Возможно повторное заражение Neisseria meningitidis, особенно у пациентов из группы риска: без селезенки, с врождёнными анатомическими дефектами, нейрогенными кистами, врождёнными или приобретенными иммунодефицитами. Этим группам лиц обязательно нужно проводить вакцинацию.

Положительный результат:

1. иммунитет к N. meningitidis, приобретенный вследствие текущей или недавно перенесенной менингококковой инфекции
2. бактерионосительство N. meningitidis (менингококконосительство)
3. вакцинация против N. meningitidis в предшествующие 3 года

Отрицательный результат:

1. отсутствие иммунитета к N. meningitidis в связи с отсутствием контакта с возбудителем в прошлом
2. слабый иммунный ответ к N. meningitidis или его отсутствие из-за нарушений в иммунной системе.