Палочка Коха

Палочка Коха (лат. Mycobacterium tuberculosis) — вид бактерий из рода микобактерий, являющийся основным возбудителем туберкулёза у человека. Открыта в 1882 году немецким врачом и микробиологом Робертом Кохом, в честь которого получила своё название. Представляет собой неподвижную, прямую или слегка изогнутую палочковидную бактерию, отличающуюся высокой устойчивостью к внешним воздействиям и сложным циклом развития.

История открытия

До открытия Коха природа туберкулёза оставалась неясной. Болезнь, известная с древности как «чахотка», считалась наследственной или конституциональной. В 1865 году французский врач Жан-Антуан Вильмен доказал, что туберкулёз является заразным заболеванием, заразив морских свинок мокротой больных. Однако непосредственный возбудитель оставался неизвестным.

24 марта 1882 года Роберт Кох выступил на заседании Физиологического общества в Берлине с докладом «Об этиологии туберкулёза». Он представил методику окрашивания бактерий анилиновыми красителями и выделения чистой культуры на сывороточной среде. Кох продемонстрировал, что введение этой культуры подопытным животным вызывает у них туберкулёз. За это открытие в 1905 году учёный был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине.

Первоначально Кох назвал возбудителя Bacillus tuberculosis. Позднее, с развитием систематики, бактерию отнесли к роду Mycobacterium.

Морфология и физиология

Строение клетки

Палочка Коха — это грамположительная бактерия, однако её окраска по Граму затруднена из-за высокого содержания липидов в клеточной стенке. Для идентификации применяют метод Циля — Нильсена: после окрашивания карболовым фуксином и обесцвечивания кислотой или спиртом микобактерии сохраняют красный цвет, что называется кислотоустойчивостью.

Клеточная стенка содержит миколовые кислоты, воски и полисахариды, образующие мощный защитный барьер. Это обеспечивает устойчивость к действию кислот, щелочей, спиртов, многих антисептиков и высушиванию. Во внешней среде, например в высохшей мокроте, палочка Коха может сохранять жизнеспособность до нескольких недель.

Метаболизм

Mycobacterium tuberculosis — облигатный аэроб, то есть для роста ей необходим кислород. Оптимальная температура роста — 37 °C. Бактерия очень медленно размножается: время генерации в лабораторных условиях составляет 15–20 часов (для сравнения, у кишечной палочки — 20 минут). Колонии на плотных питательных средах становятся видимыми только через 3–6 недель.

Микобактерия не образует спор и капсул, но способна переходить в покоящееся (дормантное) состояние, что позволяет ей длительно персистировать в организме хозяина.

Патогенез и иммунитет

Заражение

Основной путь передачи — воздушно-капельный. При кашле, чихании или разговоре больной активной формой туберкулёза выделяет мельчайшие капли мокроты, содержащие бактерии. Вдыхание таких аэрозолей приводит к попаданию палочек Коха в альвеолы лёгких.

Развитие инфекции

В альвеолах бактерии фагоцитируются альвеолярными макрофагами. Однако, в отличие от большинства других бактерий, M. tuberculosis способна выживать и размножаться внутри макрофагов, подавляя слияние фагосомы с лизосомой. Погибшие макрофаги высвобождают бактерии, которые инфицируют новые клетки.

Развивается первичный туберкулёзный комплекс — очаг воспаления (гранулёма), состоящий из скопления макрофагов, лимфоцитов и гигантских клеток Пирогова — Лангханса. В центре гранулёмы часто возникает казеозный (творожистый) некроз. У большинства людей с нормальным иммунитетом первичный очаг инкапсулируется и обызвествляется, инфекция переходит в латентную форму. Человек становится носителем, не являясь заразным.

Активация и вторичный туберкулёз

При ослаблении иммунитета (ВИЧ-инфекция, недоедание, сахарный диабет, длительный приём иммуносупрессоров) латентная инфекция может реактивироваться. Развивается вторичный туберкулёз, характеризующийся распадом лёгочной ткани, образованием каверн и массивным бактериовыделением. Именно такие больные наиболее опасны для окружающих.

Классификация и виды

Микобактерии туберкулёзного комплекса

Помимо M. tuberculosis, к возбудителям туберкулёза у человека и животных относят несколько близкородственных видов, объединяемых в комплекс Mycobacterium tuberculosis complex (MTBC):

• M. tuberculosis — основной возбудитель туберкулёза у человека.
• M. bovis — вызывает туберкулёз у крупного рогатого скота, может передаваться человеку через непастеризованное молоко.
• M. africanum — распространён в Западной Африке, вызывает туберкулёз у человека.
• M. microti — возбудитель туберкулёза у полёвок, редко поражает человека.
• M. canettii — редкий штамм, выделенный у людей в Африке.

Нетуберкулёзные микобактерии

Существует множество других видов микобактерий, которые могут вызывать заболевания, напоминающие туберкулёз, но обычно менее заразные и устойчивые к стандартным противотуберкулёзным препаратам. К ним относятся M. avium, M. kansasii, M. abscessus и другие.

Диагностика

Микроскопия

Классический метод — микроскопия мазка мокроты, окрашенного по Цилю — Нильсену. Позволяет выявить кислотоустойчивые бактерии. Метод прост, дёшев, но обладает низкой чувствительностью (не менее 5000–10000 бактерий в 1 мл).

Культуральный метод

Посев материала на плотные (Лёвенштейна — Йенсена) или жидкие (Middlebrook 7H9) среды. Является «золотым стандартом», но требует от 3 до 8 недель. Позволяет определить лекарственную чувствительность возбудителя.

Молекулярно-генетические методы

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) позволяет выявить ДНК M. tuberculosis в образце за несколько часов. Современные системы, такие как GeneXpert, одновременно определяют наличие бактерии и мутации, связанные с устойчивостью к рифампицину — одному из основных препаратов.

Иммунологические тесты

• Проба Манту — внутрикожное введение туберкулина (смеси белков M. tuberculosis). Положительная реакция свидетельствует о контакте организма с возбудителем, но не отличает активную инфекцию от латентной или поствакцинального иммунитета.
• Диаскинтест — более специфичный тест, основанный на рекомбинантных белках, отсутствующих в вакцине БЦЖ. Положительный результат указывает на активную инфекцию.
• IGRA-тесты (QuantiFERON, T-SPOT.TB) — измеряют выделение гамма-интерферона Т-лимфоцитами в ответ на антигены M. tuberculosis. Проводятся in vitro.

Лечение и резистентность

Основные препараты

Туберкулёз лечат комбинацией антибиотиков в течение длительного времени (не менее 6 месяцев). Препараты первого ряда:

• Изониазид
• Рифампицин
• Пиразинамид
• Этамбутол
• Стрептомицин

Лекарственная устойчивость

M. tuberculosis обладает высокой способностью приобретать мутации, делающие её устойчивой к препаратам. Различают:

• Множественную лекарственную устойчивость (МЛУ) — устойчивость к изониазиду и рифампицину одновременно.
• Широкую лекарственную устойчивость (ШЛУ) — МЛУ плюс устойчивость к фторхинолонам и одному из инъекционных препаратов второго ряда.

Лечение МЛУ/ШЛУ-туберкулёза требует применения дорогих и токсичных препаратов второго ряда на протяжении 18–24 месяцев и не всегда успешно.

Профилактика

Вакцинация

Основной метод профилактики — вакцина БЦЖ (BCG, Bacillus Calmette–Guérin), созданная из ослабленного штамма M. bovis. В России вакцинация проводится новорождённым на 3–7-й день жизни. БЦЖ защищает от тяжёлых форм туберкулёза (менингит, милиарный туберкулёз) у детей, но её эффективность против лёгочных форм у взрослых ограничена.

Химиопрофилактика

Людям с латентной инфекцией (положительная проба Манту, но отсутствие симптомов) может назначаться профилактический курс изониазида или рифампицина для предотвращения реактивации.

Санитарные меры

Выявление и изоляция больных с активной формой, проветривание помещений, использование респираторов, дезинфекция.

Интересные факты

• Роберт Кох при открытии палочки Коха использовал новую методику окрашивания, разработанную им совместно с Паулем Эрлихом.
• M. tuberculosis — один из самых успешных патогенов человека: по оценкам Всемирной организации здравоохранения, около четверти населения Земли инфицированы этой бактерией.
• В 1990-е годы в мире началась эпидемия МЛУ-туберкулёза, особенно острая в странах бывшего СССР и в тюрьмах.
• Некоторые штаммы M. tuberculosis могут сохранять жизнеспособность в почве и воде в течение нескольких месяцев.

Источники

• Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ). Глобальный доклад по туберкулёзу, 2023.
• Федеральные клинические рекомендации по диагностике и лечению туберкулёза органов дыхания (Россия, 2022).
• Кох Р. «Этиология туберкулёза» (1882).
• Медицинская микробиология под ред. В. И. Покровского, О. К. Поздеева (2005).
• «Туберкулёз: патогенез, диагностика, лечение» — под ред. М. И. Перельмана (2011).