Лекция: Эпидемиологическая микробиология n Микробиологические методы выявления

Лекция: Эпидемиологическая микробиология n Микробиологические методы выявления источников инфекции, установления механизмов, путей и факторов передачи инфекции. n Коллективный иммунитет. Иммунная прослойка и методы ее определения. n Микробиологические основы противомикробных мероприятий. 1

Эпидемиологичекая микробиология - изучение потенциально опасных микроорганизмов окружающей среды, взаимоотношений с основными биотопами (почвой, водой, воздушной средой, объектами внешней среды), популяцией человека, изучение фактор ов и пут ей передачи, контроль ( эпиднадзор ) за распространением опасных микроорганизмов в популяции (вспышки, эпидемии, пандемии): вода (водопровод, водоемы) А. ОБЪЕКТЫ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ почва, воздух предприятия подготовки воды и продуктов питания ЛПУ таксономическое положение - вид, тип (вариант), Б. ПАТОГЕН спектр факторов патогенности спектр резистентности к дезинфектантам, антибиотикам источники инфекции В. ЛПУ пути и факторы передачи динамика развития эпидпроцесса - обследование больных, контактных факторов передачи; - генетические маркеры ведущего клона; - математическая компьютерная модель; - коллекция изолятов для ретроспективного анализа.

Эпидемиологическая микробиология - раздел микробиологии, задачей которого является выяснение источников инфекции и путей циркуляции возбудителей инфекционных болезней. Актуальные вопросы: n микробоносительство, n микробное загрязнение внешней среды, n изучение частоты и особенностей выделения возбудителей при различных формах и на различных стадиях инфекционных заболеваний и т. д. 3

Эпидемический процесс n Эпидемический процесс – процесс возникновения и распространения инфекционных болезней среди людей. Эпидемический процесс обусловлен взаимодействием трех составляющих элементов: n 1. Источник инфекции, n 2. Механизмы передачи, n 3. Восприимчивый организм. 4

n Источник возбудителя инфекции (инвазии) - объект, служащий местом естественной жизнедеятельности возбудителя, из которого происходит заражение людей, животных или растений. 5

Три группы инфекционных болезней в зависимости от источника инфекции: n 1. Антропонозы, источник инфекции – только человек (напр. , корь, дифтерия) n 2. Зоонозы, источник инфекции – животные и возможно заражение человека (напр. , туляремия, чума, бруцеллез) n 3. Сапронозы, резервуаром и источником инфекции являются абиотические факторы окружающей среды (вода, почва). Внешняя среда – естественное место обитания микроба (синегнойная инфекция, холера, легионеллез). 6

n В основу этого деления положен эколого- биологический принцип, характеризующий условия, обеспечивающие сохранение возбудителя как биологического вида. n Границы между отдельными группами могут быть нечеткими, представляя собой переходные формы. 7

n Наибольшая эпидемическая опасность: больные инфекционными заболеваниями в период разгара болезни, пациенты в период реконвалесценции. При некоторых инфекционных болезнях – и в инкубационном периоде (больные легкими, стертыми формами). n Активными источниками инфекции являются микробоносители. n Различают: ¨ здоровые микробоносители, ¨ реконвалесценты – могут выделять возбудителя после клинического выздоровления. 8

n Микробоносительство по длительности выделения возбудителя: ¨ острое носительство – чаще у здоровых (до 3 мес. ); ¨ хроническое носительство – у реконвалесцентов и лиц с иммунодефицитами; ¨ транзиторное носительство – кратковременное, чаще однократное выделение возбудителя. 9

n Механизм (способ) передачи возбудителей инфекций - эволюционно сложившийся способ перемещения возбудителей из одного организма хозяина в другой. Обеспечивает постоянную смену возбудителям-паразитам специфических хозяев, что является биологической необходимостью для сохранения и продолжения биологического вида. n Специфика механизма передачи определяется эпидемиологически (биологически) значимой специфической локализацией паразитов в организме хозяина. 10

Стадии механизма передачи: n а) выход из организма хозяина (источника инфекции) n б) пребывание во внешней среде n в) внедрение в восприимчивый организм 11

n 1 стадия определяется локализацией возбудителя в макроорганизме и реализуются физиологическими механизмами: дыхания, дефекации, мочевыделения и (или) патологическими – кашель, насморк, рвота, понос. У возбудителя может быть несколько механизмов передачи, но каждый эволюционно приспособился к ведущему способу, соответствующему основной локализации возбудителя. 12

4 основных места локализации паразитов и 4 основных типа механизма передачи: n 1) дыхательный тракт - аэрозольный (воздушно – капельный, воздушно - пылевой), n 2) пищеварительный тракт - фекально-оральный механизм передачи, n 3) кровь - трансмиссивный механизм передачи, n 4) наружные покровы - контактный механизм передачи. ¨ Отдельно выделяют: вертикальный (трансплацентарный, от матери – плоду) механизм передачи. 13

Факторы передачи n Способ выведения возбудителя из источника инфекции предопределяет ту среду, в которую он попадает из макроорганизма. n Факторы передачи - элементы внешней среды, обеспечивающие перемещение возбудителя из источника инфекции в восприимчивый организм. 14

6 групп факторов передачи: воздух, вода, пища, почва, предметы обстановки, живые механические переносчики. Наиболее типичные факторы: n при фекально-оральном механизме – вода, пищевые продукты, почва, руки, предметы обихода, посуда; n при аэрозольном механизме – воздух, в котором возбудитель содержится в виде капельного или пылевого аэрозоля; n при трансмиссивном – клещи, комары, москиты, блохи; n контактный: прямой (в т. ч. половой) и опосредованный (одежда, белье, ванны, руки, мед. инструментарий). 15

n Путь передачи - совокупность факторов, определяющих способ проникновения возбудителя в восприимчивый организм в конкретных условиях места и времени. 16

n Восприимчивый организм – 3 звено эпидпроцесса, оно может быть решающим – инфекция может развиться в восприимчивом организме человека. n Эпидпроцесс требует наличия восприимчивого населения. К одним инфекциям восприимчивость очень высокая (корь, ветряная оспа), к другим – ниже. Для оценки заразительности используют индекс инфекционности: доля заболевших из общего числа инфицированных. 17

n Эпидпроцесс может иметь разную степень интенсивности: ¨ Спорадическая заболеваемость – уровень эпидпроцесса при котором регистрируются единичные случаи заболевания (столбняк, туляремия) ¨ Эпидемия – резкий подъем заболеваемости, вспышки групповых заболеваний; ¨ Пандемии – охват больших территорий – несколько континентов; ¨ Эндемия – инфекция длительное время регистрируется среди населения, проживающего на пространственно ограниченных территориях, обусловлена чаще ареалом резервации переносчика возбудителя. 18

Микробиологические методы выявления источников инфекции, установления механизмов, путей и факторов передачи инфекции. n Знание экологии и биологии возбудителя имеет определенное значение для изучения эпидпроцесса и разработки мер профилактики инфекционных заболеваний. n Микробиологический мониторинг (слежение) широко используется для установления причин возникновения эпидочага. Он является составной частью эпидобследования и учитывается при планировании мер профилактики инфекционной заболеваемости. 19

Микробиологические методы используются: n при проведении плановых противоэпидемических мероприятий, напр. , установлении и оценке массивности микробной контаминиции объектов окружающей среды, оценке эффективности очистки сточных вод и т. д. n в оперативной работе эпидемиолога непосредственно в очаге для выявления источника инфекции – исследуют материалы от больных; от предполагаемых носителей и контактных с инфекционным больным лиц. Для исследования этих материалов чаще используют культуральный метод с посевом на среды: дифференциально- диагностические и среды обогащения; одновременно используются ускоренные методы индикации и идентификации возбудителей: РИФ, ИФА, ПЦР и др. 20

Микробиологические методы используются: n При обследовании на бактерионосительство – многократный посев (те же среды), могут быть использованы косвенные методы, (напр. РПГА при брюшном тифе). n Оценка результатов: ¨ при обнаружении ОПМ – носитель может быть источником инфекции; ¨ При обнаружении УПМ – источником может быть носитель с массивным выделением микроорганизма (103 КОЕ/мл и более) 21

Микробиологические методы n Для установления факторов и путей передачи инфекции - исследуются объекты внешней среды. n При кишечных инфекциях исследуется вода с посевом на среды обогащения для энтеробактерий, по эпидпоказаниям – пищевые продукты. n При эпиданализе большое значение имеет наличие патогенных бактерий на таких объектах внешней среды как посуда, кухонный инвентарь и т. д. , на руках персонала. Для выявления такого наличия используется метод смывов с высевом на элективные и дифференциально-диагностические среды. При выборе объектов исследования как правило учитываются санитарно-бактериологические показатели объекта (коли-титр, ОМЧ и др. ). 22

Микробиологические методы n Для контроля эффективности противоэпидемических мероприятий: ¨ Контроль качества дезинфекции объектов внешней среды, ¨ Контроль качества стерилизации, ¨ Контроль санации бактерионосителей. 23

Микробиологические методы n При постановке микробиологического диагноза инфекционной болезни конечной задачей является видовая идентификация возбудителя. 24

Микробиологические методы n После видовой идентификации возбудители подлежат внутривидовому типированию по фено- и генотипическим признакам: фаговары, серовары и т. д. n Определяют также генетическую идентичность выделенных возбудителей. Анализ и сравнение маркеров изолятов возбудителей (от больных, носителей, из объектов внешней среды) способствует выявлению источников инфекции и механизмов передачи и разработке конкретных мероприятий по ликвидации очага. 25

Фенотипические методы типирования возбудителей инфекций: n Биотипирование n Резистенстипирование n Серотипирование n Фаготипирование n Иммуноблоттинг n МЭЭ (мультилокусный энзимэлектрофорез) n и др. 26

Генотипические методы типирования возбудителей инфекций: n Плазмидный анализ n Рестрикционный анализ хромосомной ДНК n Риботипирование n Пульс-электрофорез n ПЦР-ПДРФ n Секвенирование (анализ последовательности нуклеотидов) n и др. 27

n Динамический микробиологический мониторинг циркуляции возбудителей, их биологических особенностей позволяют: ¨ выявить формирующиеся эпидемические варианты возбудителей, ¨ прогнозировать уровни и масштабы распространения инфекции, ¨ способствует разработке целенаправленных противоэпидемических мероприятий. 28

Коллективный иммунитет. Иммунная прослойка и методы ее определения. n Эпидемиологическая иммунология – раздел эпидемиологии, изучающий иммунологические сдвиги у населения и иммунологические факторы развития и угасания эпидемии. 29

n. Третье звено эпидпроцесса – восприимчивый коллектив. Понятие «восприимчивый – невосприимчивый» динамично, оно относится к тому или иному возбудителю, оно меняется в зависимости от: ¨ числа лиц переболевших, ¨ числа привитых против данной инфекции. То есть от числа лиц, обладающих противоинфекционным иммунитетом. 30

n Количество лиц (%) иммунных к данной инфекционной болезни называют иммунной прослойкой населения. ¨ Если иммунная прослойка – 90% и более заболеваемость не регистрируется или встречается в виде единичных случаев (полиомиелит, столбняк). n Соотношение между восприимчивыми и невосприимчивыми лицами в коллективе по отношению к ряду инфекционных болезней называется иммунологической структурой населения. 31

Для планирования профилактических мероприятий изучают иммунологическую структуру населения (иммунную прослойку) к конкретному возбудителю. n Для этих целей чаще всего используют определение уровня титров АТ к конкретному возбудителю в сыворотке крови обследованных с помощью серологических реакций, а также с помощью кожно- аллергических проб. 32

n Такие исследования позволяют оценить : n состояние иммунной прослойки среди разных групп населения, n эффективность проводимой вакцинации, длительность и напряженность поствакцинального иммунитета, n выявление контингентов повышенного риска заболевания. 33

n В РБ существует программа по слежению за состоянием коллективного иммунитета к ряду инфекционных заболеваний: n - по всем заболеваниям, управляемым средствами специфической профилактики (дифтерия, столбняк, коклюш, корь, полиомиелит, эпид. паротит). Эта программа использует доступные для массового обследования чувствительные, специфичные методы выявления противоинфекционного иммунитета. n Чаще серологический метод. Забор сывороток проводят у городского и сельского населения (50 -100 проб) у людей различных возрастных групп. 34

Показателями иммунной защиты являются минимальные защитные титры антител: n К столбняку – 1: 20 (РПГА), n К дифтерии - 1: 40 (РПГА), n К кори – 1: 10 (ИФА 1: 100), n К коклюшу – 1: 100 (РА), n К паротиту – 1: 50 (ИФА). 35

n Данные о серонегативных лицах передаются в поликлиники для разработки индивидуальных схем иммунизации. n В РБ проводится также выборочный контроль состояния иммунитета к полиомиелиту у детей и молодых людей до 18 лет (1: 8 – РН). n Постоянный контроль состояния иммунитета к вирусам гриппа в РТГА – 1: 20, если серонегативных лиц больше 50 % ожидают эпидемию гриппа. 36

n Производится выборочный контроль состояния иммунитета к туляремии у привитых живой вакциной в эндемических районах – кожно-аллергическая проба, и туберкулезу – проба Манту - выявление наличия нестерильного иммунитета. n Анализ результатов этих исследований позволяет оценить состояние защиты к указанным инфекциям, а в неблагополучных коллективах или районах принять меры для устранения недостатков в организации иммунопрофилактики, а также выявить иммунодефицитных лиц, нуждающихся в иммунокоррекции. 37

n Все перечисленные выше микробиологические и иммунологические исследования для эпидемиологических целей выполняются бактериологическими и серологическими лабораториями областных, городских и районных ЦГЭ, городских клинических больниц, лабораториями ведомственных ЦГЭ. 38

Противоэпидемические мероприятия (введение) n Факторами эпидемиологического процесса являются: источник инфекции, механизм передачи возбудителя и восприимчивое население. n Устранение одного из факторов неизбежно приводит к прекращению эпидемического процесса и, следовательно, исключает возможность существования инфекционной болезни. n Поэтому профилактические и противоэпидемические мероприятия могут быть эффективными в том случае, если они направлены на обезвреживание (нейтрализацию) источника инфекции, перерыв путей передачи возбудителя и повышение невосприимчивости населения. 39

Группировка противоэпидемических мероприятий по их направленности на звенья эпидемического процесса Звенья эпидемического Противоэпидемические мероприятия процесса Выявление, диагностика, изоляция, лечение, Источник инфекции диспансерное наблюдение за (больной человек) реконвалесцентами Санитарно-гигиенические и дезинфекционно- Механизм передачи дезинсекционные мероприятия Иммунопрофилактика, экстренная Восприимчивый организм профилактика 40

Микробиологические основы противомикробных мероприятий n Под противомикробными мероприятиями понимают совокупность методов уничтожения, подавления жизнедеятельности и ограничения миграции во внешней среде потенциально патогенных для человека микроорганизмов с целью профилактики, лечения инфекционных болезней и предупреждения распространения их возбудителей. 41

n Противомикробный режим - совокупность строго регламентированных и обязательных для выполнения противомикробных мероприятий в конкретных лечебных или иных организациях или производствах. 42

Различают противомикробные мероприятия прямого, косвенного и сочетанного воздействия на микроорганизмы 43

n К косвенным относятся меры, тормозящие миграцию возбудителей в пределах конкретной экосистемы (эпидочаг, больничный стационар и др. ) и за её пределами (разобщение инфицированных и неинфицированных людей, разделение материалов, помещений, транспортных, людских и воздушных потоков и др. ), а также меры, снижающие численность популяции возбудителей на поверхности и внутри организма опосредованно через активацию иммунной системы (иммунопрофилактика, иммунотерапия). n 44

Противомикробные мероприятия прямого действия n Антисептика n Дезинфекция n Стерилизация n Химиотерапия (химиопрофилактика). Высокий противоэпидемический эффект даёт сочетание прямых и косвенных методов воздействия на возбудителей (асептика, гнотобиотика). 45

Методы подавления роста или уничтожения патогенных бактерий: n Физические методы: ¨ Термическая обработка: ¨ пастеризация; ¨ стерилизация сухим жаром (воздушная стерилизация); ¨ стерилизация текучим паром (паровая стерилизация, автоклавирование); ¨ тиндализация (дробная стерилизация); ¨ прокаливание, ¨ кипячение. n Б. Облучение: n ультрафиолетовые лучи; n гамма и рентгеновские лучи; n микроволновое излучение; n ультразвук. n В. Стерилизация фильтрованием. n 2. Химические методы: n А. Химическая стерилизация. n Б. Применение химических дезинфектантов и антисептиков. n В. Применение химиотерапевтических средств (избирательное противомикробное действие). 46

Стерилизация n совокупность физических и химических способов полного освобождения объектов внешней среды от вегетативных и покоящихся форм патогенных, условно-патогенных и непатогенных микроорганизмов. Целями стерилизации являются: n предупреждение заноса микроорганизмов в организм человека при медицинских вмешательствах; n создание и поддержание безмикробной (гнотобиотической) среды; n исключение микробной контаминации питательных сред и культур клеток при микробиологических и иммунологических исследованиях; n предупреждение микробной биодеградации материалов, в том числе лекарственных и диагностических. 47

Этапы стерилизации: n дезинфекция (в случае микробной контаминации материала); n предстерилизационная очистка; n контроль качества предстерилизационной очистки; n сборка, группировка и размещение материалов в контейнере и стерилизаторе; n собственно стерилизация; n сушка (при влажных методах стерилизации); n контроль качества стерилизации; n хранение стерилизованных материалов. 48

Паровые стерилизаторы (автоклавы): ВК-75 (слева) и ГК-100 3 М (в центре). Металлический контейнер (бикс) для стерилизации предметов в автоклаве (справа) 49

Суховоздушный стерилизатор (слева - вид снаружи, справа – внутри). 50

Дезинфекция n Дезинфекция – это совокупность способов полного, частичного или селективного уничтожения потенциально патогенных для человека микроорганизмов на абиотических объектах внешней среды с целью разрыва путей передачи возбудителей инфекционных заболеваний от источников инфекции к восприимчивым организмам. 51

Виды дезинфекции Очаговая дезинфекция – это дезинфекция, которая проводится в эпидемическом очаге в связи с возникновением случая инфекционного заболевания или бактерионосительства. Очаговая дезинфекция делится на текущую и заключительную. n Текущая дезинфекция - это дезинфекция, которая проводится в очаге в присутствии источника инфекции и направлена на уничтожение возбудителей по мере их выделения больным или носителем. 52

n Заключительная дезинфекция - это дезинфекция, которая проводится после госпитализации, выздоровления или смерти больного, то есть после удаления источника инфекции с целью полного освобождения очага от возбудителей, рассеянных больным. n Профилактическая дезинфекция - это дезинфекция, которая проводится вне связи с эпидемическими очагами в местах вероятного скопления возбудителей инфекционных болезней (ЛПО, детские дошкольные учреждения, предприятия пищевой промышленности и общественного питания, вокзалы, вагоны, зрелищные учреждения и т. д. ). Дезинфекция в этих учреждениях имеет цель резкого снижения численности популяций всех потенциально патогенных для человека микробов на всех объектах помещения. 53

Дезинфектанты должны обладать: n широким спектром действия; n микробицидным эффектом; n хорошо растворяться в воде или образовывать с ней или с воздухом стойкие активные суспензии, эмульсии, аэрозоли, туманы; n обладать низкой токсичностью и аллергенностью; n сохранять активность в обеззараживаемой среде; n не повреждать обеззараживаемые объекты. 54

Антисептика n Антисептика - совокупность способов уничтожения или подавления жизнедеятельности потенциально опасных для здоровья человека микроорганизмов в ранах, на интактных и повреждённых коже, слизистых оболочках и в полостях с целью предупреждения развития и лечения инфекционных процессов. n Антисептику необходимо отличать от антимикробной химиотерапии, которая представляет собой совокупность способов уничтожения или подавления жизнедеятельности потенциально опасных для человека микроорганизмов во внутренней среде организма с целью предупреждения развития и лечения инфекционных болезней. 55

В зависимости от цели выделяют два типа антисептики: профилактическую и терапевтическую. n Профилактическая антисептика применяется для предупреждения развития инфекционных заболеваний путём резкого снижения численности микробных популяций на нормальных или повреждённых участках кожи и слизистых оболочек. Различают следующие категории профилактической антисептики: ¨ профилактическая антисептика свежих травматических, операционных и ожоговых ран, ¨ хирургическая антисептика рук медицинского персонала, участвующего в хирургическом вмешательстве, ¨ гигиеническая антисептика рук медицинских работников перед, в процессе и после проведения мануальных и инструментальных диагностических и терапевтических процедур, ¨ антисептика кожи и слизистых оболочек перед оперативным или иным вмешательством, ведущим к нарушению целости покровов, ¨ профилактическая антисептика пупочной раны, опрелостей, ссадин кожи у новорождённых и др. 56

n Терапевтическая антисептика ставит цели: ¨ подавления жизнедеятельности возбудителя(лей) болезни в местном патологическом очаге с целью излечения болезни и предупреждения развития сепсиса, перехода острого процесса в хронический, ¨ предупреждения повторного попадания микробов в патологический очаг и развития суперинфекции, реинфекции и вторичной инфекции. Процесс антисептики того или иного участка кожи и слизистых оболочек состоит из следующих этапов: ¨ очистки от грязи, сгустков крови, слизи, инородных частиц, ¨ хирургической обработки с иссечением мёртвых и нежизнеспособных тканей, ¨ внесении антисептического препарата, ¨ изоляции обработанного антисептиком биотопа от повторного попадания микробов 57

Резистентность к антисептикам и дезинфектантам в порядке убывания Прионы Cocidia (Cryptosporidium) Споры (Bacillus spp. ) Микобактерии (M. tuberculosis, M. avium) Цисты Мелкие вирусы без оболочки (Poliovirus) Трофозоиты (Acanthamoeba) Грибы (Candida spp. , Aspergillus spp. ) Грамотрицательные неспорообразующие бактерии (Pseudomonas spp. , Enterobacteriaceae) Крупные вирусы без оболочки (Enterovirus, Adenovirus) Грамположительные бактерии (Staphylococcus spp, Enterococcus spp. ) Вирусы с суперкапсидом (HIV, HBV) 58