Mga sanhi ng tuberculosis

Ang pamilyang Mycobacteriaceae ng Actinomycetales order ay naglalaman ng nag-iisang genus na Mycobacterium. Noong 1975, ang genus na ito ay naglalaman ng humigit-kumulang 30 species, at noong 2000, ang bilang na ito ay umabot na sa 100. Karamihan sa mga mycobacteria species ay inuri bilang saprophytic microorganism, na laganap sa kapaligiran.

Ang pangkat ng mga obligadong parasito ay hindi gaanong mahalaga, ngunit ang praktikal na kahalagahan nito ay malaki at tinutukoy ng mga species na nagdudulot ng tuberculosis sa mga tao at hayop. May isang opinyon na ang mga predecessors ng mycobacteria pathogenic para sa mga tao ay sinaunang mycobacteria ng lupa.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Taxonomy ng mycobacteria

Ang lahat ng mycobacteria ay nahahati sa mga pathogenic para sa mga tao at oportunistiko.

Sa clinical microbiology, maraming mga diskarte ang ginagamit upang pag-uri-uriin ang mycobacteria:

• sa pamamagitan ng bilis at pinakamainam na temperatura ng paglago, ang kakayahang bumuo ng pigment;
• para sa mga klinikal na makabuluhang complex.

Ang mycobacteria species na nagdudulot ng tuberculosis ay pinagsama sa M. tuberculosis complex, na kinabibilangan ng M. tuberculosis, M. bovis. M. bovis BCG, M. africanum, M. microti, M. canettii. Kamakailan, idinagdag dito ang M. pinnipedii at M. sarrae, na may kaugnayan sa phylogenetically sa M. microti at M. bovis.

Ang natitirang mycobacteria na nagdudulot ng iba't ibang mycobacterioses ay inuri bilang non-tuberculous mycobacteria. Ang mga sumusunod na complex ay nakikilala mula sa pangkat na ito: M. avium, na binubuo ng M. avium, M. intracellulare, M. scrofulaceum; M.fortuitum kabilang ang mga subspecies na M.fortuitum at M. chelonae, at M. terrae, kabilang ang M. terrae, M. triviale at M. nonchromogenicum. Ang pinakamahalagang grupo ay ang leprosy pathogen M. leprae, pati na rin ang ulcerative lesion pathogen Buruli M. ulcerans.

Pinagsasama ng klasipikasyong ito ang mycobacteria species na may parehong klinikal na kahalagahan, kapag ang kanilang mas pinong pagkita ay hindi mahalaga. Ang mga biological, biochemical at molekular na pamamaraan ay ginagamit upang makilala ang mga species sa loob ng mga grupo at complex.

Ang pag-uuri ng non-tuberculous mycobacteria batay sa mga pagkakaiba sa kultura ay binuo ni Runyon noong 1959. Ayon dito, 4 na grupo ng mycobacteria ang nakikilala.

Pangkat I - photochromogenic mycobacteria

Kasama sa grupong ito ang mycobacteria na hindi nagkulay kapag lumaki sa dilim, ngunit nakakakuha ng maliwanag na dilaw o dilaw-orange na pigmentation pagkatapos ng pagkakalantad sa liwanag. Ang mga potensyal na pathogenic strain na kabilang sa pangkat na ito ay M. asiaticum, M. kansasii, M. marinum, M. simiae. Kabilang sa mycobacteria ng pangkat na ito, mayroong parehong mabilis na paglaki (M. marinum) at mabagal na paglaki (M. asiaticum, M. kansasii). Ang pinakamainam na temperatura ng paglago ay nag-iiba mula sa 25 ^° C para sa M. simiae, 32-33 ^° C para sa M. marinum hanggang 37 ^° C para sa M. asiaticum.

Ang pinaka-clinically makabuluhang species sa ating bansa ay M. kansasii, na kung saan ay matatagpuan sa tubig katawan. Ang M. kansasii strain (M. luciflavum) ay nagdudulot ng mga sakit sa mga tao. Lumalaki ito sa daluyan ng itlog bilang magaspang o makinis na mga kolonya, na may pinakamainam na temperatura na 37 ^° C. Sa morphologically, ang bakterya ay may katamtamang haba. Dalawang variant ng M. kansasii ang inilarawan hanggang ngayon: orange at puti. Kapag ipinakilala sa mga guinea pig, ang M. kansasii ay nagiging sanhi ng mga infiltrates at compaction ng mga rehiyonal na lymph node.

Pangkat II - scotochromogenic mycobacteria (mula sa salitang Griyego na scotos - kadiliman)

Kasama sa grupong ito ang mycobacteria na bumubuo ng pigment sa dilim. Ang rate ng paglago ay 30-60 araw. Kasama sa grupong ito ang M. aquae (M. gordonae) at M. scrofulaceum.

Ang M. scrofulaceum ay itinuturing na isang potensyal na pathogenic species. Sa daluyan ng itlog, ang bakterya ng species na ito ay lumalaki bilang makinis o magaspang na mga kolonya ng kulay kahel. Morphologically, ang mycobacteria ay hugis baras, maikli o mahaba. Lumalaki sila sa temperatura na 25-37 ^o C. Sa mga bata, nagdudulot sila ng pinsala sa mga lymph node at baga.

Ang M. aquae (M. gordonae) ay inuri bilang saprophytic scotochromogenic mycobacteria. Lumalaki sila sa medium ng itlog bilang mga kolonya ng orange sa temperatura na 25-37 °C. Morphologically, ang mycobacteria ay hugis baras at katamtamang haba (>5 μm). Ang mga ito ay matatagpuan sa mga anyong tubig.

Pangkat III - non-photochromogenic mycobacteria

Kasama sa grupong ito ang mycobacteria na hindi bumubuo ng pigment o may maputlang dilaw na kulay na hindi tumitindi sa liwanag. Lumalaki sila ng 2-3 o 5-6 na linggo. Kabilang sa mga ito ang: M. avium, M. intracellulare, M. xenopi, M. terrae, M. gastri, M. hattey, M. bruiiense.

Ang M. avium (avian mycobacteria) ay lumalaki sa Lowenstein-Jensen medium bilang pigmented o mahinang pigmented colonies sa 37 ^° C at 45 ^° C. Morphologically, sila ay medium-length rods. Maaari silang maging pathogenic para sa mga tao at ilang laboratoryo at alagang hayop (hal., baboy). Ang mga ito ay matatagpuan sa tubig at lupa.

Ang M. xenopi ay nakahiwalay sa isang palaka. Lumalaki ang mga batang kultura bilang mga kolonya na walang pigment. Mamaya, lumilitaw ang isang dilaw na pigment. Morphologically, ang mga ito ay mahabang filiform rods. Lumalaki sila sa temperatura na 40-45 ^o C. May kondisyon silang pathogenic para sa mga tao.

Ang M. terrae ay unang nahiwalay sa labanos. Lumalaki sila sa daluyan ng Lowenstein-Jensen at bilang mga kolonya na walang pigment. Ang pinakamainam na temperatura ng paglago ay 37 ^° C. Morphologically, ang mga ito ay kinakatawan ng mga rod ng katamtamang haba, saprophytes.

Pangkat IV - mabilis na lumalagong mycobacteria

Ang Mycobacteria na kabilang sa pangkat na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mabilis na paglaki (hanggang 7-10 araw). Lumalaki sila sa anyo ng pigmented o non-pigmented colonies, mas madalas sa anyo ng R-form. Ang magandang paglago ay ibinibigay sa loob ng 2-5 araw sa temperatura na 25 ^o C. Kasama sa grupong ito ang potensyal na pathogenic mycobacteria M.fortuitum, pati na rin ang saprophytic mycobacteria, tulad ng M. phlei, M. smegmatis, atbp. Ang M. fortuitum ay nagbibigay ng nakikitang paglaki sa medium ng itlog sa ika-2-4 na araw sa anyo ng "rosette". Morphologically, ang mycobacteria ay kinakatawan ng mga maikling rod. Sa Lowenstein-Jensen medium, maaari silang sumipsip ng malachite green at maging berde. Ang mga ito ay laganap sa kalikasan.

Ang pag-uuri ng Runyon ay napatunayang napaka maginhawa para sa pagtukoy sa mga pinakakaraniwang uri ng mycobacteria. Gayunpaman, ang pagtuklas ng mga bagong species at ang paglitaw ng isang pagtaas ng bilang ng mga intermediate form ng mycobacteria ay nagdudulot ng mga kahirapan sa pagrehistro ng mga ito sa isa o ibang grupo ng Runyon.

Ang M. tuberculosis ay isang batang evolutionary formation. Kamakailan lamang, may posibilidad na hatiin ang M. tuberculosis sa mga kumpol o pamilya. Ang pinakamahalagang mga strain ay ang mga kabilang sa pamilya ng Beijing, na nakikilala sa pamamagitan ng clonal na pag-uugali at ang kakayahang magdulot ng micro-outbreaks ng tuberculosis.

Morpolohiya ng mycobacteria

Ang Mycobacteria ay manipis na mga selulang hugis baras na may katangian na acid- at alcohol-fastness (sa isa sa mga yugto ng paglago), aerobic. Kapag nabahiran ayon sa Gram, mahina ang mga ito sa gramo-positive. Ang Mycobacteria ay hindi kumikibo, hindi bumubuo ng mga spores. Ang conidia o mga kapsula ay wala. Lumalaki sila sa siksik na nutrient media nang dahan-dahan o napakabagal: sa pinakamainam na temperatura, ang mga nakikitang kolonya ay lilitaw pagkatapos ng 2-60 araw. Ang mga kolonya ay pink, orange o dilaw, lalo na kapag lumalaki sa liwanag. Ang pigment ay hindi nagkakalat. Ang ibabaw ng mga kolonya ay karaniwang matte (S-type) o magaspang (R-type). Ang Mycobacteria ay madalas na lumalaki sa anyo ng mauhog o kulubot na mga kolonya. Sa likidong media, lumalaki ang mycobacteria sa ibabaw. Ang pinong tuyo na pelikula ay lumalapot sa paglipas ng panahon, nagiging bumpy-wrinkled at nakakakuha ng isang madilaw-dilaw na tint. Ang sabaw ay nananatiling transparent at nagkakalat na paglaki ay maaaring makamit sa pagkakaroon ng mga detergent. Sa mga microcolonies ng M. tuberculosis (ibig sabihin sa mga unang yugto), nabuo ang mga istruktura na kahawig ng mga lubid - isang tampok na nauugnay sa kadahilanan ng kurdon.

Kapag nabahiran ng carbol fuchsin, lumilitaw ang mycobacteria tuberculosis bilang manipis, bahagyang hubog na mga rod na may kulay raspberry-red, na naglalaman ng iba't ibang bilang ng mga butil.

Ang haba ng mycobacteria ay humigit-kumulang 1-10 µm at ang lapad ay 0.2-0.7 µm. Minsan ang mga hubog o baluktot na variant ay matatagpuan. Ang mga mikroorganismo na matatagpuan nang isa-isa, sa mga pares o sa mga grupo ay namumukod-tanging mabuti laban sa asul na background ng iba pang mga bahagi ng paghahanda. Ang mga bacterial cell ay kadalasang maaaring ayusin sa anyo ng Roman numeral na "V".

Ang paghahanda ay maaari ding magbunyag ng mga binagong coccoid acid-resistant na mga anyo ng pathogen, bilugan na spherical o mycelium-like structures. Sa kasong ito, ang isang positibong sagot ay dapat kumpirmahin ng mga karagdagang pamamaraan.

Ang istraktura ng cell wall ng mycobacteria

Ang cell wall ng mycobacteria ay ang pinaka-kumplikado kumpara sa iba pang mga prokaryotes.

Habang ang gram-negative bacteria ay may dalawang lamad, ang mycobacterial cell wall ay binubuo ng ilang mga layer, ang ilan ay naglalaman ng mga sugars at nailalarawan sa pamamagitan ng medyo pare-pareho ang komposisyon. Ang mga panlabas na layer ay may nagbabagong komposisyon ng kemikal at pangunahing kinakatawan ng mga lipid, karamihan sa mga ito ay mycolic acid at ang kanilang mga derivatives. Bilang isang patakaran, ang mga layer na ito ay hindi nakikita sa ilalim ng electron microscopy. Ang pangunahing balangkas ng cell wall ay cross-linked peptide glycans - isang electron-dense layer. Ang arabinogalactan layer ay inuulit ang peptide glycan layer, na bumubuo ng polysaccharide stroma ng cell wall. Ito ay may mga punto ng koneksyon sa peptide glycan layer at mga istruktura para sa attachment ng mycolic acids at ang kanilang mga derivatives.

Ang mga mycolic acid ay naroroon sa anyo ng mga libreng sulfolipids at cord factor, ang pagkakaroon nito sa ibabaw ng cell ay nauugnay sa katangian ng pagbuo ng mga kolonya ng M. tuberculosis sa anyo ng flagella. Ang pagiging natatangi at pangunahing papel ng mycolic acid sa istrukturang organisasyon at pisyolohiya ng mycobacteria ay ginagawa silang isang mahusay na target para sa etiotropic therapy.

Ang glycolipid layer ay tinatawag na "mycosides" at kung minsan ay inihahambing sa isang microcapsule. Ang mycosides ay structurally at functionally katulad ng lipopolysaccharides ng panlabas na lamad ng gram-negative bacteria, ngunit kulang sa kanilang pagiging agresibo; gayunpaman, ang mga ito ay nakakalason at (tulad ng cord factor at sulfolipids) ang sanhi ng pagbuo ng mga granuloma.

Ang cell membrane at mga layer ng cell wall ay natatakpan ng mga channel o pores, kung saan maaari nating makilala ang mga passive pores na may maikling buhay, na nagbibigay ng kontroladong pagsasabog ng mga sangkap, at mga channel na may mas mahabang buhay, na nagbibigay ng enerhiya na umaasa sa transportasyon ng mga sangkap.

Ang isa pang bahagi ng mycobacterial cell wall ay lipoarabinomannan. Ito ay naka-angkla sa lamad ng plasma, tumagos sa cell wall at lumalabas sa ibabaw nito. Sa bagay na ito, ito ay katulad ng lipoteichoic acids ng gram-positive bacteria o ang lipopolysaccharide O-antigen ng gram-negative bacteria. Ang mga terminal fragment ng lipoarabinomannan, lalo na ang mga mannose radical nito, ay hindi partikular na pinipigilan ang pag-activate ng T-lymphocytes at leukocytes sa peripheral blood. Ito ay humahantong sa isang pagkagambala sa immune response sa mycobacteria.

Pagkakaiba-iba at anyo ng pagkakaroon ng mycobacteria

Ang pagtitiyaga ng bakterya ay may espesyal na kahalagahan ng pathogenetic. Ang mga eksperimento sa laboratoryo na isinagawa sa vitro at in vivo ay nagpakita na ang mga bactericidal na gamot na isoniazid at pyrazinamide ay pumapatay sa mycobacteria lamang sa yugto ng pagpaparami. Kung ang mycobacteria ay nasa yugto ng mababang aktibidad ng metabolic (ibig sabihin, ang paglaki ng bakterya ay halos ganap na nasuspinde at ang bakterya ay maaaring tawaging "natutulog"), ang mga bactericidal na gamot ay hindi nakakaapekto sa kanila. Ang estadong ito ay karaniwang tinatawag na dormant, at ang mga microorganism ay tinatawag na mga persisters. Ang mga persister ay hindi sensitibo sa mga chemotherapeutic na gamot, ibig sabihin, kumikilos sila tulad ng mga lumalaban na mikroorganismo. Sa katunayan, maaari nilang mapanatili ang pagiging sensitibo sa mga gamot.

Ang isang malakas na pampasigla para sa paglipat ng mga mycobacterial cells sa isang dormant na estado ay mga chemotherapeutic na gamot, pati na rin ang mga kadahilanan ng host immune system. Ang mga nagtitiyaga ay maaaring manatili sa mga sugat sa loob ng ilang buwan o kahit na taon. Sa panahon ng pagtitiyaga, ang mycobacteria ay maaaring mag-transform sa mga L-form. Sa form na ito, ang mycobacteria ay nagpapakita ng napakababang metabolic na aktibidad, na naglalayong lalo na sa pagtaas ng kapal ng cell wall at extracellular matrix, na pumipigil sa simpleng pagsasabog ng mga sangkap. Bilang karagdagan, ang mycobacteria ay nag-iipon ng genetic na materyal, na nagpapataas ng posibilidad na muling likhain ang isang normal na gumaganang cell kapag nangyari ang mga kanais-nais na kondisyon. Ang pagtuklas ng mga L-form sa pamamagitan ng karaniwang mga pamamaraan ng microbiological ay mahirap.

Kung ang natutulog na mycobacteria ay nabawi ang metabolic na aktibidad at nagsimulang dumami sa panahon ng chemotherapy, mabilis silang namamatay. Kung nakumpleto ang chemotherapy, ang naturang "revived" na mycobacteria ay patuloy na dumarami at nagiging sanhi ng pagbabalik ng sakit. Ipinapaliwanag nito ang pagbibigay-katwiran para sa mahabang kurso ng chemotherapy at ang paggamit ng mga kasunod na maikling prophylactic, karaniwang pana-panahon, na mga kurso ng chemoprophylaxis.

Physiology ng mycobacteria

Sa kaharian ng mga prokaryotes, ang mycobacteria ay ang hindi mapag-aalinlanganang mga pinuno sa larangan ng synthesis ng mga kumplikadong organikong compound. Malamang na mayroon silang pinaka-flexible na metabolismo, na nagbibigay ng kinakailangang pagkakaiba-iba para sa kaligtasan kapwa sa panlabas na kapaligiran at sa macroorganism. Sa ngayon, higit sa 100 mga reaksyon ng enzymatic ang inilarawan, na nagpapakita ng branched at kumplikadong kalikasan ng mycobacterial metabolism. Upang ma-synthesize ang mga pangwakas na compound o magbigay ng mga kinakailangang physiological function sa mycobacteria, ang mga parallel metabolic pathway ay maaaring isagawa depende sa pagkakaroon ng substrate, kemikal na kapaligiran, pagkakaloob ng mga respiratory cycle na may mga kinakailangang sangkap (metal ions, partial pressure ng oxygen, carbon dioxide, atbp.).

Mga katangian ng biochemical ng mycobacteria

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]

Ang metabolismo ng lipid

Ang mga cell wall lipid, na bumubuo ng hanggang 60% ng dry mass ng cell, ay tumutukoy sa hindi karaniwang tinctorial, physiological at ecological na katangian ng mycobacteria.

Ang mga tiyak na lipid ng mycobacteria na inilarawan hanggang sa kasalukuyan ay nahahati sa 7 pangunahing grupo ayon sa mga tampok na istruktura:

1. fatty acid derivatives ng carbohydrates (pangunahin ang trehalose - cord factor):
2. phosphatidyl myoinositol mannosides:
3. fatty acid derivatives ng peptides;
4. N-acylpeptide glycosides - mycosides C;
5. fatty acid esters ng phthiocerols;
6. mycosides A, B. G;
7. glycerol mycolates.

Ang mga lipid ng pangkat 4-6 ay matatagpuan lamang sa mycobacteria.

Kabilang sa mga natatangi, ito ay nagkakahalaga ng pagpuna sa tuberculostearic at tuberculopalmitic acid, na mga precursor ng mycolic acid.

Ang mga mycolic acid ay isang pangkat ng mga high-molecular fatty acid na may haba ng chain na hanggang 84 carbon atoms, ang istraktura ng pangunahing kadena kung saan ay tinutukoy ng sistematikong posisyon ng microorganism at ang mga kondisyon ng paglaki nito. Ang kanilang mababang reaktibiti ay nagsisiguro ng mataas na chemical resistance ng cell wall ng mycobacteria. Pinipigilan ng Mycolates ang enzymatic cleavage ng cell wall at mga reaksyon ng free-radical.

Ang cord factor ay inuri bilang isang lipid group 1. Ito ay nauugnay sa mataas na toxicity ng mycobacteria at virulence.

Ang mga surface-active lipid, o sulfolipids, ay may mahalagang papel sa intracellular adaptation ng mycobacteria. Kasama ang cord factor, bumubuo sila ng mga cytotoxic membranotropic complex.

Ang Lipoarabinomannan ay isang heterogenous na pinaghalong high-molecular lipopolysaccharides: branched polymers ng arabinose at mannose na may diacylglycerol derivatives ng palmitic at tuberculostearic acid.

Ang Mycosides C ay peptide glycolipids na bumubuo sa panlabas na lamad ng mycobacteria, na maaaring maobserbahan sa ilalim ng electron microscopy bilang isang transparent na zone sa paligid ng mga cell. Ang Mycosides ay mga compound na partikular sa species. Ang mga antigenic na katangian ng mycobacteria ay nakasalalay sa kanilang uri.

Ang dami at husay na komposisyon ng mga lipid compound ng mycobacteria ay pabago-bago at depende sa edad ng mga selula, ang komposisyon ng nutrient media, at ang physicochemical na katangian ng kapaligiran. Ang mga batang mycobacterial cells ay nagsisimulang bumuo ng isang cell wall sa pamamagitan ng synthesizing lipopolysaccharides na may medyo maikling aliphatic chain. Sa yugtong ito, sila ay medyo mahina at naa-access sa immune system. Habang lumalaki ang cell wall at nabubuo ang mga high-molecular lipids, ang mycobacteria ay nakakakuha ng resistensya at kawalang-interes sa kanilang pakikipag-ugnayan sa immune system.

Ang metabolismo ng karbohidrat

Ang pinakagustong mapagkukunan ng carbon para sa mycobacteria ay glycerol.

Ang pinakamahalagang carbohydrates ay arabinose, mannose at maltose, na bumubuo ng higit sa kalahati ng lahat ng saccharides. Bilang karagdagan, ang trehalose, glucose, fructose, galactose, rhamnose at ilang iba pang saccharides ay gumaganap ng isang papel sa mahahalagang aktibidad ng cell. Sa kasong ito, ang synthesis ay nangyayari kasama ang hydrolase at aldolase pathways. Ang pyruvate pathway ay ginagamit upang synthesize ang glycogen. Ang Arabinose at mannose ay nakikilahok sa pagbuo ng mahahalagang istrukturang compound. Ang pentose phosphate pathway ng glucose oxidation ay ginagamit upang makakuha ng enerhiya. Ito ay ibinibigay ng mga enzyme na malate, isocitrate at succinate dehydrogenases, na nagbibigay ng flexibility sa respiratory system.

Ang glyoxylate pathway, na ginagamit ng mycobacteria upang isama ang mga libreng fatty acid na naipon sa panahon ng paglaki ng mycobacterial sa tricarboxylic acid cycle, ay natatangi. Ang cycle na ito ay nakakaakit ng pansin ng mga mananaliksik bilang isang posibleng mekanismo para sa mycobacterial chemotaxis sa panahon ng pagtitiyaga.

Ang metabolismo ng nitrogen at amino acid

Ang rate ng paggamit ng mga nitrates, nitrite, at hydroxylamines ng mycobacteria ay maaaring gamitin upang makilala ang mga species. Mas gusto ng Mycobacteria ang asparagine bilang pinagmumulan ng nitrogen. Ang synthesis ng mga amino acid ay isang prosesong umaasa sa enerhiya at ibinibigay ng isang pangkat ng mga enzyme na nagpapahintulot sa paggamit ng iba pang mga amino acid compound, tulad ng glutamate.

Aktibidad ng nitrite at nitrate reductase

Ang Mycobacterium tuberculosis ay maaaring bumuo ng adenosine triphosphate (ATP) sa pamamagitan ng paglilipat ng mga electron sa kahabaan ng kadena ng mga carrier na nagtatapos sa NO ₃ - sa halip na O _2. Binabawasan ng mga reaksyong ito ang NO ₃ hanggang NH ₃ sa mga dami na kinakailangan para sa synthesis ng mga amino acid, purine at pyrimidine base. Nagagawa ito sa pamamagitan ng sunud-sunod na pagkilos ng nitrate at nitrite reductases.

Aktibidad ng Catalase at peroxidase

Pinipigilan ng Catalase ang akumulasyon ng hydrogen peroxide, na nabuo sa panahon ng aerobic oxidation ng mga nabawasang flavoprotein. Ang aktibidad ng enzyme ay nakasalalay sa pH ng daluyan at temperatura. Sa temperatura na 56 °C, hindi aktibo ang catalase. Mayroong mga pagsubok para sa pag-aari sa pathogenic complex ng mycobacteria, batay sa thermolability ng catalase.

Alam na 70% ng Mycobacterium tuberculosis strains na lumalaban sa isoniazid ay nawawalan ng aktibidad ng catalase at peroxidase.

Ang aktibidad ng peroxidase at catalase ay isinasagawa ng parehong enzyme complex.

[ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]

Mga bitamina at coenzymes

M. tuberculosis ay naglalaman ng mga bitamina B (riboflavin, pyridoxine, cyanocobalamin, thiamine), bitamina C at K, para-aminobenzoic acid, pantothenic at nicotinic acid, biotin at folic acid.

Metabolismo, nutrisyon at paghinga ng mycobacteria

Sa normal, kanais-nais na mga kondisyon, ang mycobacteria tuberculosis ay mahigpit na aerobes at mesophiles, ibig sabihin, lumalaki sila sa presensya ng oxygen at sa hanay ng temperatura na 30-42 ^o C, pinakamaganda sa lahat sa 37 ^o C. Sa ilalim ng hindi kanais-nais na mga panlabas na kondisyon at/o kakulangan ng oxygen, ang mycobacteria tuberculosis ay nagpapakita ng kanilang mga sarili bilang microaerophiles at kahit na bilang mga anaerophile. Sa kasong ito, ang kanilang metabolismo ay sumasailalim sa mga makabuluhang pagbabago.

_{Sa mga tuntunin ng pagkonsumo ng oxygen at pag-unlad ng mga sistema ng oxidase, ang mycobacteria ay katulad ng totoong fungi. Ang bitamina K 9} ay nagsisilbing isang link sa pagitan ng NADH dehydrogenase at cytochrome b sa sistema ng paglipat ng genus Mycobacterium. Ang cytochrome system na ito ay kahawig ng mitochondrial. Ito ay sensitibo sa dinitrophenol, tulad ng sa mas mataas na mga organismo.

Ang inilarawang uri ng paghinga ay hindi lamang ang pinagmumulan ng pagbuo ng ATP. Bilang karagdagan sa O ₂ -terminal, ang mycobacteria ay maaaring gumamit ng mga respiratory chain na naglilipat ng mga electron at nagtatapos sa nitrates (NO ₃^- ). Ang reserba ng respiratory system ng mycobacteria ay ang glyoxylate cycle.

Ang anoxic (endogenous) na paghinga, na nangyayari sa isang kapaligiran na may konsentrasyon ng oxygen na mas mababa sa 1%, ay pinasigla ng mga azide compound, na nagpapababa sa oksihenasyon ng pyruvate o trehalose.

Paglago at pagpaparami ng mycobacteria

Ang Mycobacterium tuberculosis ay dumarami nang napakabagal: ang panahon ng pagdodoble ay 18-24 na oras (ang normal na bakterya ay nahahati tuwing 15 minuto). Samakatuwid, upang makakuha ng nakikitang paglaki ng mga tipikal na kolonya, hindi bababa sa 4-6 na linggo ang kinakailangan. Ang isa sa mga dahilan para sa mabagal na pagpaparami ng mycobacteria ay itinuturing na kanilang binibigkas na hydrophobicity, na nagpapalubha sa pagsasabog ng mga sustansya. Ito ay mas malamang na ito ay genetically tinutukoy at nauugnay sa isang mas kumplikadong istraktura ng mycobacteria. Ito ay kilala, halimbawa, na ang karamihan sa mga bakterya ay may maraming kopya ng ribosomal ribonucleic acid (rRNA) operon. Ang mabagal na lumalagong mycobacteria (M. tuberculosis, M. leprae) ay may isang kopya ng operon, at mabilis na lumalago (M. smegmatis) - dalawang kopya lamang.

Kapag nilinang sa likidong media, lumalaki ang mycobacteria sa ibabaw. Ang pinong tuyo na pelikula ay lumalapot sa paglipas ng panahon, nagiging matigtig at kulubot, at nakakakuha ng madilaw-dilaw na tint, kadalasang inihambing sa kulay ng garing. Ang sabaw ay nananatiling transparent, at ang nagkakalat na paglaki ay makakamit lamang sa pagkakaroon ng mga detergent, tulad ng Tween-80. Sa microcolonies (ibig sabihin, sa mga unang yugto), nabuo ang mga istruktura na kahawig ng mga bundle - isang tampok na nauugnay sa cord factor ng M. tuberculosis.

Genetics ng mycobacteria

Ang genus na Mycobacterium ay genetically very diverse. Hindi tulad ng maraming saprophytic at non-tuberculous mycobacteria, ang Mycobacterium tuberculosis ay hindi naglalaman ng extrachromosomal inclusions (hal. plasmids). Ang lahat ng pagkakaiba-iba ng mga katangian ng Mycobacterium tuberculosis ay tinutukoy ng chromosome nito.

Ang genome ng M. tuberculosis complex ay lubhang konserbatibo. Ang mga kinatawan nito ay may DNA homology sa antas na 85-100%, habang ang DNA ng iba pang mga species ng mycobacteria ay homologous sa M. tuberculosis sa pamamagitan lamang ng 4-26%.

Ang mga kinatawan ng genus Mycobacteria ay may malalaking genome kumpara sa iba pang mga prokaryotes - 3.1-4.5x10 ⁹ Da. Gayunpaman, ang mga genome ng pathogenic species ay mas maliit kaysa sa iba pang mycobacteria (sa M. tuberculosis - 2.5x10 ⁹ Da). Ang classic causative agent ng human tuberculosis, M. tuberculosis, ay may mas maraming genes kaysa M. africanum at M. bovis, na nawala ang ilan sa kanilang genetic material sa panahon ng ebolusyon.

Noong 1998, nai-publish ang nucleotide sequence ng chromosome ng H37Rv strain ng M. tuberculosis. Ang haba nito ay 4,411,529 base pairs. Ang chromosome ng tuberculosis mycobacterium ay isang istraktura ng singsing. Naglalaman ito ng humigit-kumulang 4,000 genes na nag-encode ng mga protina, pati na rin ang 60 na nag-encode na functional na mga bahagi ng RNA: isang natatanging ribosomal RNA operon, 10Sa RNA. nakikilahok sa pagkasira ng mga protina na may atypical matrix RNA. 45 transport RNA (tRNA), higit sa 90 lipoproteins.

Mahigit sa 20% ng genome ay inookupahan ng mga gene ng cell wall fatty acid metabolism, kabilang ang mycolic acids, glycine-rich acidic polypeptides (PE at PPE family), na naka-encode ng polymorphic regions ng PGRS (Polymorphic GC-rich repetitive sequence) at MPTR (Major polymicmorphic tandem repeatthe fourth ringsome) genome, at ayon sa pagkakabanggit. mapa). Tinitiyak ng pagkakaiba-iba ng mga rehiyong genome na ito ang mga pagkakaiba sa mga antigen at ang kakayahang pigilan ang tugon ng immune. Ang genome ng Mycobacterium tuberculosis ay malawakang naglalaman ng mga gene na kumokontrol sa virulence factors.

Ang Mycobacterium tuberculosis ay synthesize ang lahat ng mga sangkap na kinakailangan para sa metabolismo: mahahalagang amino acids, bitamina, enzymes at cofactor. Kung ikukumpara sa iba pang mga uri ng bakterya, ang M. tuberculosis ay nadagdagan ang aktibidad ng lipogenesis enzymes. Dalawang gene ang nag-encode ng mga protinang tulad ng hemoglobin na nagsisilbing antioxidant protector o mga bitag para sa sobrang cellular oxygen. Ang mga tampok na ito ay nagpapadali sa mabilis na pagbagay ng mycobacterium tuberculosis sa biglaang pagbabago sa mga kondisyon sa kapaligiran.

Ang isang natatanging tampok ng M. tuberculosis complex genome ay isang malaking bilang ng mga paulit-ulit na sequence ng DNA. Kaya, ang chromosome ng M. tuberculosis H37Rv ay naglalaman ng hanggang 56 na kopya ng mga elemento ng IS (mga insertion sequence), na nagbibigay ng DNA polymorphism ng Mycobacterium tuberculosis. Karamihan sa kanila, maliban sa elementong IS6110, ay hindi nagbabago. Ang mga chromosome ng iba't ibang strain ng Mycobacterium tuberculosis ay karaniwang naglalaman ng 5 hanggang 20 na kopya ng IS6110, ngunit may mga strain na walang elementong ito. Kasama ng mga elemento ng IS, ang genome ay naglalaman ng ilang uri ng maikling pag-uulit ng nucleotide (PGRS at MPTR), pati na rin ang direktang pag-uulit ng DR (Direct Repeat), na matatagpuan sa rehiyon ng DR at pinaghihiwalay ng mga variable na pagkakasunud-sunod - mga spacer (ang ikaanim na singsing sa mapa ng chromosome). Ang mga pagkakaiba sa bilang ng mga kopya at lokalisasyon sa chromosome ng mga genetic na elementong ito ay ginagamit upang pag-iba-ibahin ang mga strain ng Mycobacterium tuberculosis sa molecular epidemiology. Ang pinaka-advanced na mga scheme para sa genotyping mycobacteria ay batay sa pagtuklas ng genomic polymorphism na dulot ng elementong IS6110, pati na rin ang DR at ang kanilang mga spacer. Ito ay katangian na ang pagkakaiba-iba ng M. tuberculosis species ay nangyayari, bilang panuntunan, dahil sa mga recombinations sa pagitan ng mga kopya ng elemento ng IS6110, na sumasakop sa iba't ibang mga gene.

Dalawang prophage, phiRv1 at phiRv2, ang natagpuan sa H37Rv genome. Tulad ng Dral polymorphic site, malamang na nauugnay ang mga ito sa mga kadahilanan ng pathogenicity, dahil ang mga rehiyong ito ng genome ay naiiba sa mga katulad na rehiyon ng avirulent strains ng M. tuberculosis H37Ra at M. bom BCG. Natukoy ang mga rehiyon ng genome (mutT, ogt-genes) na responsable para sa pagtaas ng mutation rate at adaptasyon ng mycobacteria tuberculosis sa ilalim ng mga kondisyon ng press. Ang pagtuklas ng trigger genes para sa dormancy ng mycobacteria tuberculosis ay nagbago sa konsepto ng latent na impeksyon sa tuberculosis.

Pag-aaral ng polymorphism ng mga gene na nag-encode ng catalase, peroxidase at A-subunit ng DNA gyrase. Tatlong pangkat ng genotypic ang nakilala sa M. tuberculosis complex. Ang pinaka sinaunang (mula sa punto ng view ng ebolusyon) ay pangkat I: M. africanum, M. bovis. M. tuberculosis at M. microti. Kasama sa mga pangkat II at III ang iba't ibang mga strain ng M. tuberculosis, na naging laganap sa ilang heyograpikong rehiyon. Ang pag-uugali ng clonal ay katangian ng mga pangkat I at II, at ang mga strain ng pangkat III ay napakabihirang nagdudulot ng mga sakit sa masa. Ang mga genetic na pamilya ng M. tuberculosis, na nakatanggap ng mga pangalang Haarlem. Ang Africa, Filipino, ay laganap sa iba't ibang rehiyon ng mundo.

Ang isang espesyal na lugar ay inookupahan ng pamilyang Beijing, na unang nakilala sa histological na paghahanda ng tissue ng baga mula sa mga pasyente sa mga suburb ng Beijing noong 1956-1990. Sa ngayon, ang mga strain ng pamilyang ito ay natagpuan sa mga bansa sa Asia, South Africa, Caribbean, at United States. Ang pagkalat ng genotype na ito sa iba't ibang teritoryo ay tinutukoy ng mga katangiang etniko ng katutubong populasyon at mga migrante. Kamakailan lamang, nakuha ang data sa pagkalat ng mga strain ng SI/Beijing genotype sa hilagang-kanluran ng European na bahagi ng Russia (St. Petersburg) at sa mga rehiyon ng Siberia.

Paglaban sa mycobacterial

Sa panahon ng ebolusyon, ang tuberculosis mycobacteria ay nakabuo ng iba't ibang mga mekanismo upang madaig o hindi aktibo ang hindi kanais-nais na mga salik sa kapaligiran. Una, ito ay isang malakas na pader ng cell. Pangalawa, ang mga ito ay malawak na metabolic na kakayahan. Ang mga ito ay may kakayahang hindi aktibo ang maraming cellular toxins at mga sangkap (iba't ibang peroxide, aldehydes, at iba pa) na sumisira sa lamad ng cell. Pangatlo, ito ay morphological plasticity, na binubuo sa pagbabagong-anyo ng mycobacteria (ang pagbuo ng L-form ng dormant cells). Sa mga tuntunin ng kanilang katatagan, pagkatapos ng bakterya na bumubuo ng spore, sinasakop nila ang isang nangungunang lugar sa kaharian ng mga prokaryote.

Ang pathogen ay nananatiling mabubuhay sa isang tuyo na estado hanggang sa 3 taon. Kapag pinainit, ang tuberculosis mycobacteria ay maaaring makatiis ng mga temperatura na mas mataas sa 80C. Sa ngayon, pinaniniwalaan na ang tuberculosis mycobacteria na matatagpuan sa plema ay nananatiling mabubuhay kapag ang huli ay bukas na pinakuluan sa loob ng 5 minuto.

Ang Mycobacterium tuberculosis ay lumalaban sa mga organic at inorganic acid, alkalis, maraming oxidizer, pati na rin ang isang bilang ng mga antiseptic at dehydrating substance na may masamang epekto sa iba pang mga pathogenic microorganism. Ang Mycobacterium ay nagpapakita ng paglaban sa mga epekto ng mga alkohol at acetone.

Nabanggit na ang quaternary ammonium-based na mga produkto ay hindi nagpapakita ng aktibidad na anti-tuberculosis. Sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang mga konsentrasyon ng chlorine at oxygen radicals hanggang 0.5% ay wala ring masamang epekto sa tuberculosis mycobacteria. Ito ay nagpapahiwatig ng imposibilidad ng paggamit ng mga naturang produkto upang isterilisado ang plema at iba pang mga nahawaang biological na materyales.

Ang Mycobacterium tuberculosis ay hindi sensitibo sa nagkakalat na sikat ng araw at maaaring umiral sa panlabas na kapaligiran nang higit sa isang taon nang hindi nawawala ang posibilidad. Ang short-wave ultraviolet radiation ay may unibersal na bactericidal effect sa lahat ng microorganism. Gayunpaman, sa totoong mga kondisyon, kapag ang mycobacterium tuberculosis ay nasuspinde sa anyo ng mga cellular agglomerates na may mga particle ng alikabok, ang kanilang pagtutol sa ultraviolet radiation ay tumataas.

Ang mataas na survival rate ng tuberculosis mycobacteria ay nag-aambag sa napakalawak na pagkalat ng impeksyong ito sa populasyon anuman ang klimatiko na kondisyon. Gayunpaman, hindi ito ang tanging kadahilanan na nag-aambag sa globalisasyon ng problema - ang tuberculosis mycobacteria ay maaaring magpatuloy sa katawan ng tao sa loob ng mahabang panahon at muling maisaaktibo sa walang limitasyong mga agwat.

Ang lokalisasyon ng tuberculosis mycobacterium sa loob ng macrophage ay nagbibigay ng sapat na katatagan ng substrate, na isinasaalang-alang ang "haba ng buhay" ng mononuclear phagocytes at ang tagal ng mycobacterial replication, pati na rin ang paghihiwalay mula sa humoral immunity effectors. Kasabay nito, ang pathogen ay pumipili ng isang biotope na hindi katanggap-tanggap para sa karamihan ng mga microorganism dahil sa potensyal na panganib nito. Ang symbiosis na ito ay ibinibigay ng isang bilang ng mga adaptive na mekanismo ng mycobacteria.

Ang proseso ng pagkasira ng macrophage at parasitism sa loob nito ay ganito ang hitsura: pagtagos ng mycobacteria sa macrophage nang walang pag-activate nito; pagsugpo sa pagbuo ng mga phagolysosome o ang kanilang pagbabago sa isang zone na komportable para sa bakterya; pambihirang tagumpay mula sa mga phagosome sa cytoplasm na may hindi aktibo na mga kadahilanan ng antimicrobial; pagkagambala sa mahahalagang aktibidad ng cell; pagpapahina ng sensitivity ng macrophage sa pag-activate ng mga signal ng T-lymphocytes; pagbabawas ng antigen-presenting function ng macrophage at ang nauugnay na pagpapahina ng mga reaksyon ng cytotoxic T-lymphocytes na na-configure upang sirain ang mga nahawaang selula.

Siyempre, ang mga tampok ng cell wall ay may mahalagang papel sa pagtiyak nito, pati na rin ang metabolic at functional na mga kakayahan. Sa unang pakikipag-ugnay sa mycobacteria, ang mga immune system ng macroorganism ay hindi makakapag-activate ng humoral immunity, mabilis na neutralisahin at alisin ang cell mula sa katawan, dahil ang mga mobile aliphatic chain ng mycobacterial wall ay hindi pinapayagan ang pagtatasa ng mga istruktura sa ibabaw ng pathogen at ipadala ang nauugnay na impormasyon para sa synthesis ng kinakailangang hanay ng mga antibodies.

Ang mataas na hydrophobicity ng mycobacteria ay nagsisiguro na hindi tiyak, ie receptor-independent, mga contact na may macrophage. Sa pamamagitan ng pagbuo ng isang phagosome sa paligid ng mycobacterium cell, inilalagay ito ng macrophage sa loob mismo. Ang mga surface mycoside at lipoarabinomannan complex ay maaaring makilala ng mga receptor, ngunit ang mga signal na na-trigger sa pamamagitan ng mga ito ay hindi nag-a-activate o mahinang nag-activate ng mga macrophage. Bilang isang resulta, ang phagocytosis ay hindi sinamahan ng pagpapalabas ng mga libreng radikal na anyo ng oxygen at nitrogen. Ito ay pinaniniwalaan na ito ay mas katangian ng virulent strains ng M. tuberculosis, na, dahil sa mga tampok na istruktura ng lipoarabinomannan, ay nagpasimula ng "non-agresibo" phagocytosis. Ang iba pang mga macrophage receptor, sa partikular na CD 14 at mga receptor ng complement component C3 (CR1-CR3), ay nakikilahok din sa pagkilala sa M. tuberculosis.

Ang pagkakaroon ng pagtagos sa loob ng macrophage, ang mycobacterium ay nagsasama ng isang bilang ng mga mekanismo na pumipigil sa pagbuo ng phagolysosome: ang paggawa ng ammonium, na nag-alkalize sa kapaligiran sa loob ng phagosome, ang synthesis ng sulfolipids, na humahantong sa pagbuo ng isang negatibong singil sa ibabaw ng phagosome, na pumipigil sa pagsasanib at phagosome.

Kung ang isang phagolysosome ay nabuo, ang mycobacterium, salamat sa malakas na waxy shell nito, ay magagawang pawiin ang mga free-radical na reaksyon na dulot ng mga bactericidal substance ng phagocytes. Ang ammonium ay nag-alkalize sa kapaligiran, na hinaharangan ang aktibidad ng mga lysosomal enzymes, at ang mga sulfolipids ay nagne-neutralize ng mga membranotropic cationic na protina. Bilang karagdagan, ang tuberculosis mycobacteria ay gumagawa ng lubos na aktibong mga enzyme na may aktibidad na catalase at peroxidase, na nakikipagkumpitensya sa mga sistema ng peroxidase ng macrophage, at sabay-sabay na inactivate ang lysosome hydroperoxides. Ang lahat ng ito ay nagdaragdag ng paglaban ng mycobacteria sa oxidative stress.

Ang karagdagang adaptasyon ng mycobacteria ay binubuo ng paggamit ng iron-containing compounds ng macrophage para sa kanilang mga enzyme system at pagharang sa immunospecific functions ng macrophage. Ang mga macrophage ay isa sa mga pangunahing reservoir ng bakal, ang labis nito ay naipon sa anyo ng ferritin. Ang nilalaman ng bakal sa alveolar macrophage ay 100 beses na mas mataas kaysa sa mga monocytes ng dugo, na tiyak na nag-aambag sa kanilang kolonisasyon ng tuberculosis mycobacteria.

Ang Mycobacteria ay nagdudulot ng mga nakakalason na epekto sa mga macrophage sa pamamagitan ng mga endotoxin at di-tiyak na mga kadahilanan. Pareho sa kanila ang pangunahing nakakaapekto sa respiratory system ng macrophage - mitochondria. Kasama sa mga endotoxin ang mycolic arabinolipids, na pumipigil sa mitochondrial respiration. Ang mga di-tiyak na mga lason ay kinabibilangan ng mga produkto ng synthesis ng lipid na bahagi ng mycobacterial cell - phthiene at phthionic acids, na nagiging sanhi ng uncoupling ng oxidative phosphorylation. Ang pagtaas ng mga proseso ng metabolic sa ilalim ng mga kondisyong ito ay hindi sinamahan ng wastong synthesis ng ATP. Ang mga host cell ay nagsisimulang makaranas ng gutom sa enerhiya, na humahantong sa pagsugpo sa kanilang mahahalagang aktibidad, at pagkatapos ay sa cytolysis at apoptosis.

Posible na ang ilang mga kadahilanan ng pathogenicity ay nabuo lamang sa loob ng mga nahawaang selula, tulad ng kaso sa iba pang mga bakterya na mas gusto ang isang intracellular na pamumuhay. Halimbawa, ang salmonella, na nagiging parasitiko sa loob ng mga macrophage, ay nagpapahayag din ng higit sa 30 mga gene. Sa kabila ng kumpletong paglalarawan ng genome ng tuberculosis mycobacterium, 30% ng mga codon ay nauugnay sa mga protina na may hindi kilalang mga katangian.

Paglaban sa droga ng mycobacteria

Mula sa klinikal na pananaw, ang pagiging sensitibo sa gamot ng isang microorganism ay tumutukoy kung ang karaniwang chemotherapy na may ipinahiwatig na gamot ay maaaring gamitin upang gamutin ang sakit na dulot ng nakahiwalay na strain. Ang paglaban "ay hinuhulaan ang pagkabigo ng paggamot sa gamot na sinusuri." Sa madaling salita, ang paggamit ng karaniwang chemotherapy na nagreresulta sa isang sistematikong konsentrasyon ng gamot na kadalasang epektibo sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay hindi pinipigilan ang paglaganap ng "lumalaban na mga mikroorganismo."

Sa microbiology, ang kahulugan ng pagiging sensitibo sa droga o paglaban sa droga ay batay sa diskarte ng populasyon, na nagpapahiwatig ng iba't ibang antas ng paglaban ng isang pool (heterogeneous set) ng mga microbial cell. Ang paglaban sa droga ay tinasa sa dami ng mga katangian, gaya ng "minimum na inhibitory concentration" (MIC). Halimbawa, sa MIC-90, 90% ng mga microorganism ang namamatay (bacteriostatic concentration). Kaya, ang paglaban ay dapat na maunawaan bilang antas nito sa isang bahagi ng populasyon ng microbial, na predetermines sa kabiguan ng paggamot sa karamihan ng mga kaso. Karaniwang tinatanggap na ang 10% ng mga lumalaban na strain sa buong populasyon ng microbial ng isang pasyente ay maaaring magkaroon ng pathogenic effect. Sa phthisiobacteriology, para sa mga first-line na anti-tuberculosis na gamot, ito ay 1%. o 20 yunit na bumubuo ng kolonya - CFU). Ang nasabing bahagi ng populasyon ng microbial ay may kakayahang palitan ang orihinal sa isang buwan at bumuo ng isang sugat. Para sa pangalawang linyang gamot na anti-tuberculosis, ang pamantayan para sa paglaban ay isang 10% na pagtaas sa populasyon ng microbial.

Ang pag-unlad ng paglaban sa gamot sa mga microorganism ay nauugnay sa pagpili sa pagkakaroon ng isang antibyotiko at sa kagustuhan na kaligtasan ng isang bahagi ng populasyon ng microbial na may mga mekanismo ng proteksyon laban sa antibacterial agent. Ang bawat populasyon ay naglalaman ng isang maliit na bilang ng mga mutant cell (karaniwan ay 10 ⁶ -10 ⁹ ) na lumalaban sa isang partikular na gamot. Sa panahon ng chemotherapy, ang mga sensitibong microbial cell ay namamatay, at ang mga lumalaban ay dumarami. Bilang resulta, ang mga sensitibong selula ay pinapalitan ng mga lumalaban.

Ang Mycobacteria sa una ay may mataas na natural na resistensya sa maraming malawak na spectrum na antibacterial na gamot, ngunit ang iba't ibang species ay may iba't ibang spectrum at antas ng sensitivity na ito.

Ang tunay na natural na paglaban ay nauunawaan bilang isang permanenteng katangian na partikular sa species ng mga microorganism na nauugnay sa kawalan ng target para sa pagkilos ng isang antibyotiko o ang hindi naa-access ng target dahil sa una na mababang pagkamatagusin ng cell wall, enzymatic inactivation ng sangkap o iba pang mga mekanismo.

Ang nakuhang paglaban ay ang kakayahan ng mga indibidwal na strain na manatiling mabubuhay sa mga konsentrasyon ng antibiotic na pumipigil sa paglaki ng pangunahing bahagi ng populasyon ng microbial. Ang pagkakaroon ng paglaban sa lahat ng mga kaso ay genetically tinutukoy: ang hitsura ng bagong genetic na impormasyon o isang pagbabago sa antas ng pagpapahayag ng sariling mga gene.

Sa kasalukuyan, natuklasan ang iba't ibang mga mekanismo ng molekular ng paglaban ng Mycobacterium tuberculosis:

• antibiotic inactivation (enzyme inactivation), halimbawa, sa pamamagitan ng β-lactamases;
• pagbabago ng target ng pagkilos (pagbabago sa spatial na pagsasaayos ng protina dahil sa mutation ng kaukulang rehiyon ng genome):
• hyperproduction ng target, na humahantong sa isang pagbabago sa ratio ng ahente-target at ang paglabas ng bahagi ng mga protina na sumusuporta sa buhay ng bakterya;
• aktibong pag-alis ng gamot mula sa microbial cell (efflux) dahil sa pag-activate ng mga mekanismo ng pagtatanggol ng stress:
• mga pagbabago sa mga parameter ng pagkamatagusin ng mga panlabas na istruktura ng microbial cell, na humaharang sa kakayahan ng antibyotiko na tumagos sa cell;
• pagsasama ng isang "metabolic shunt" (bypass metabolic pathway).

Bilang karagdagan sa direktang epekto sa metabolismo ng mga microbial cell, maraming mga antibacterial na gamot (benzylpenicillin, streptomycin, rifampicin) at iba pang hindi kanais-nais na mga kadahilanan (immune system biocides) ay humantong sa paglitaw ng mga binagong anyo ng mycobacteria (protoplasts, L-forms) at naglilipat din ng mga cell sa isang dormant state: ang intensity ng pagbaba ng metabolismo. antibiotic.

Ang lahat ng mga mekanismo ay bumubuo ng iba't ibang antas ng paglaban, na nagbibigay ng paglaban sa iba't ibang konsentrasyon ng mga gamot sa chemotherapy, kaya ang paglitaw ng paglaban sa bakterya ay hindi palaging sinasamahan ng pagbaba sa klinikal na bisa ng antibyotiko. Upang masuri ang pagiging epektibo at pagbabala ng paggamot, mahalagang malaman ang antas ng paglaban.

Sa kasalukuyan, para sa bawat first-line na anti-TB na gamot at para sa karamihan ng mga nakareserbang gamot, hindi bababa sa isang gene ang natukoy. Mga partikular na mutasyon kung saan humahantong sa pagbuo ng mga lumalaban na variant ng mycobacteria. Sa malawakang pamamahagi ng paglaban sa droga sa mycobacteria, ang mataas na mutation rate sa vivo ay mahalaga, mas malaki kaysa sa in vitro.

[ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ], [ 22 ], [ 23 ], [ 24 ], [ 25 ]

Mga uri ng paglaban sa gamot ng mycobacteria

Ang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng pangunahin at nakuhang paglaban sa gamot. Kabilang sa mga microorganism na may pangunahing resistensya ang mga strain na nakahiwalay sa mga pasyente na hindi nakatanggap ng partikular na therapy o nakatanggap ng mga gamot sa loob ng isang buwan o mas kaunti. Kung imposibleng linawin ang katotohanan ng paggamit ng mga gamot na anti-tuberculosis, ang terminong "paunang pagtutol" ay ginagamit.

Ang pangunahing paglaban sa gamot ay may malaking kahalagahan sa klinikal at epidemiological, samakatuwid, para sa tamang pagtatasa nito, kinakailangan na huwag magbigay ng chemotherapy sa isang bagong diagnosed na pasyente na may tuberculosis bago ang microbiological na pagsusuri ng diagnostic na materyal. Ang dalas ng pangunahing paglaban sa gamot ay kinakalkula bilang ang ratio ng bilang ng mga bagong diagnosed na pasyente na may pangunahing pagtutol sa bilang ng lahat ng bagong na-diagnose na mga pasyente na nasuri para sa pagiging sensitibo sa droga sa buong taon. Kung ang isang lumalaban na strain ay ihiwalay mula sa isang pasyente sa panahon ng anti-tuberculosis therapy na ibinibigay sa loob ng isang buwan o higit pa, ang resistensya ay itinuturing na nakuha. Ang dalas ng pangunahing paglaban sa gamot ay nagpapakilala sa epidemiological na estado ng populasyon ng tuberculosis pathogen.

Ang nakuhang paglaban sa gamot sa mga bagong diagnosed na pasyente ay resulta ng hindi matagumpay na paggamot (maling pagpili ng mga gamot, hindi pagsunod sa regimen, pagbawas sa mga dosis ng gamot, hindi pantay na supply at mahinang kalidad ng mga gamot). Ang mga kadahilanang ito ay humantong sa isang pagbawas sa systemic na konsentrasyon ng mga gamot sa dugo at ang kanilang pagiging epektibo, habang sabay-sabay na "nag-trigger" ng mga mekanismo ng pagtatanggol sa mga mycobacterial cells.

Para sa mga layuning epidemiological, ang dalas ng mga dati nang ginagamot na kaso ay kinakalkula. Para sa layuning ito, ang mga pasyente na nakarehistro para sa muling paggamot pagkatapos ng isang hindi matagumpay na kurso ng chemotherapy o mga relapses ay isinasaalang-alang. Ang ratio ng bilang ng mga lumalaban na kultura ng Mycobacterium tuberculosis sa bilang ng lahat ng mga strain na nasubok para sa paglaban sa droga sa loob ng taon sa mga pasyente ng pangkat na ito sa oras ng kanilang pagpaparehistro ay kinakalkula.

Sa istraktura ng paglaban sa gamot ng Mycobacterium tuberculosis, ang mga sumusunod ay nakikilala:

Monoresistance - paglaban sa isa sa mga anti-tuberculosis na gamot, ang pagiging sensitibo sa iba pang mga gamot ay napanatili. Kapag gumagamit ng kumplikadong therapy, ang monoresistance ay napansin na medyo bihira at, bilang isang panuntunan, sa streptomycin (sa 10-15% ng mga kaso sa mga bagong diagnosed na pasyente).

Ang polyresistance ay paglaban sa dalawa o higit pang gamot.

Ang paglaban sa maramihang gamot ay paglaban sa isoniazid at rifampicin nang sabay-sabay (anuman ang pagkakaroon ng paglaban sa iba pang mga gamot). Ito ay kadalasang sinasamahan ng paglaban sa streptomycin, atbp. Sa kasalukuyan, ang MDR ng tuberculosis pathogens ay naging isang epidemiologically dangerous phenomenon. Ipinapakita ng mga kalkulasyon na ang pagtuklas ng mga pathogen na may MDR sa higit sa 6.6% ng mga kaso (sa mga bagong diagnosed na pasyente) ay nangangailangan ng pagbabago sa diskarte ng National Anti-Tuberculosis Program. Ayon sa data ng pagsubaybay sa paglaban sa droga, ang dalas ng MDR sa mga bagong diagnosed na pasyente ay mula 4 hanggang 15%, sa mga relapses - 45-55%, at sa mga kaso ng hindi matagumpay na paggamot - hanggang 80%.

Ang super-resistance ay maramihang paglaban sa gamot na sinamahan ng paglaban sa mga fluoroquinolones at isa sa mga iniksyon na gamot (kanamycin, amikacin, capreomycin). Ang tuberculosis na dulot ng mga strain na may sobrang resistensya ay nagdudulot ng direktang banta sa buhay ng mga pasyente, dahil ang ibang pangalawang linyang anti-TB na gamot ay walang binibigkas na antibacterial effect. Mula noong 2006, ang ilang mga bansa ay nag-organisa ng pagsubaybay para sa pagkalat ng mga mycobacteria strain na may sobrang resistensya. Sa ibang bansa, ang variant ng MDR na ito ay karaniwang itinalaga bilang XDR.

Ang cross-resistance ay kapag ang paglaban sa isang gamot ay humahantong sa paglaban sa iba pang mga gamot. Sa M. tuberculosis, ang mga mutasyon na nauugnay sa paglaban ay karaniwang hindi magkakaugnay. Ang pag-unlad ng cross-resistance ay dahil sa pagkakapareho ng kemikal na istraktura ng ilang mga anti-tuberculosis na gamot. Ang cross-resistance ay kadalasang nakikita sa loob ng isang grupo ng mga gamot, tulad ng aminoglycosides. Upang mahulaan ang cross-resistance, ang mga genetic na pag-aaral ng mycobacterial culture ay kinakailangan kasama ng microbiological na pag-aaral ng paglaban.

Non-tuberculous mycobacteria

Ang non-tuberculous mycobacteria ay naililipat mula sa tao patungo sa tao na napakabihirang. Ang dalas ng paghihiwalay ng ilan sa kanilang mga species mula sa materyal mula sa mga pasyente ay maihahambing sa dalas ng paghihiwalay ng mga species na ito mula sa mga bagay sa kapaligiran. Ang mga pinagmumulan ng impeksyon ay maaaring mga hayop sa bukid at ibon, mga produktong hindi naproseso. Ang Mycobacteria ay matatagpuan sa post-slaughter material at gatas ng baka.

Ayon sa bacteriological laboratories, ang prevalence ng non-tuberculous mycobacteria noong 2004-2005 ay 0.5-6.2% sa lahat ng mycobacteria sa mga bagong diagnosed na pasyente. Ang dalas ay maaaring medyo mas mataas, dahil ang paraan na ginamit upang iproseso ang diagnostic na materyal ay hindi optimal para sa non-tuberculous mycobacteria. Ang saprophytic mycobacteria ay maaaring naroroon sa diagnostic na materyal kung ang mga panuntunan sa pagkolekta ay hindi sinusunod, o dahil sa mga katangian ng materyal (halimbawa, ang M. smegmatis ay maaaring ihiwalay sa ihi ng mga lalaking pasyente).

Kaugnay nito, mahalagang paulit-ulit na kumpirmahin ang nakitang uri ng mycobacteria mula sa materyal ng pasyente.

Ang Mycobacteria ay nakakaapekto sa balat, malambot na mga tisyu, at maaari ring maging sanhi ng mycobacteriosis ng mga baga, na karaniwan sa mga estado ng immunodeficiency. Sa lokalisasyon ng pulmonary, mas madalas itong napansin sa mga matatandang lalaki na may kasaysayan ng mga malalang sakit sa baga, kabilang ang mga fungal lesyon.

Sa lahat ng mycobacteria, ang M. avium-intracellularae complex ay ang pinakakaraniwang causative agent ng pulmonary mycobacteriosis sa mga tao. Nagiging sanhi ito ng mga sakit sa baga, peripheral lymph nodes at mga disseminated na proseso. Sa hilaga ng rehiyon ng Europa, mga 60% ng mga mycobacterioses sa baga. Ang mga proseso ng fibro-cavernous at infiltrative ay nangingibabaw, na tumatagal ng isang talamak na kurso dahil sa mataas na pagtutol sa mga gamot na anti-tuberculosis.

Ang M. kansasii ay ang mga causative agent ng talamak na sakit sa baga na kahawig ng tuberculosis. Ang chemotherapy ay mas epektibo dahil sa mas mataas na sensitivity ng M. kansasii sa mga antibacterial na gamot. Ang M. xenopi at M. malmoense ay pangunahing sanhi ng mga malalang sakit sa baga. Maaari nilang mahawahan ang mainit at malamig na mga sistema ng supply ng tubig. Ang tirahan ng M. malmoens ay hindi ganap na naitatag. Ang M. xenopi ay nagpapakita ng medyo magandang sensitivity sa antituberculosis therapy. Ang M. malmoense ay nagpapakita ng medyo mataas na sensitivity sa mga antibiotic sa vitro, ngunit ang konserbatibong paggamot ay kadalasang hindi epektibo at nakamamatay pa nga. Ang M. fortuitum at M. chelonae ay kinikilala bilang mga sanhi ng mga sakit sa buto at malambot na tissue dahil sa direktang kontaminasyon ng isang sugat sa panahon ng trauma, operasyon, at matalim na pinsala. Nagdudulot sila ng hanggang 10% ng pulmonary mycobacterioses. Ito ay nangyayari bilang isang talamak na mapanirang bilateral na sugat, kadalasang nakamamatay. Ang mga anti-tuberculosis na gamot at malawak na spectrum na antibiotic ay hindi aktibo o may kaunting aktibidad laban sa mga ganitong uri ng mycobacteria.

Sa katimugang mga rehiyon, ang mga mycobacterioses ng balat at malambot na mga tisyu na dulot ng M. leprae, M. ulceranse ay laganap. Ang pagkilala sa non-tuberculous mycobacteria ay isinasagawa sa mga laboratoryo ng mga nangungunang institusyong anti-tuberculosis ng bansa. Nangangailangan ito ng mataas na kwalipikasyon at mahusay na kagamitan ng mga laboratoryo.