Микробиологические аспекты коклюшной инфекции у детей

Актуальность проблемы.

Несмотря на проведение активной иммунизации детского населения в последние 10−15 лет коклюш продолжает оставаться актуальной проблемой здравоохранения России в связи с повсеместным распространением, периодически регистрируемыми эпидемическими подъемами и высокими показателями заболеваемости среди детей различных возрастных групп. В период с 1997 по 1999 г. г. заболеваемость коклюшем в России возросла на 32%. Наиболее высокие показатели заболеваемости среди детей отмечены в Республике Карелия 530,1 на 100 тыс. детей до 14 лет, Москве — 466,3, Санкт-Петербурге — 428,9 и Новосибирской обл. — 344,3. Рост заболеваемости коклюшем связан с нарушениями при проведении профилактических прививок против коклюша среди детей до 1 года, необоснованными медицинскими отводами от прививок, несвоевременностью начала проведения иммунизации [67, 68, 100].

Многообразие клинических форм коклюша, нередко принимающих затяжной характер течения, трудности выделения возбудителя, обусловленные длительностью и трудоемкостью бактериологического исследования, низкий уровень бактериологического подтверждения [43, 44, 46, 71, 93] определяют актуальность исследований, направленных на совершенствование методов этиологической диагностики.

Затяжной характер течения коклюша и развитие осложнений со стороны бронхо-легочной системы [44, 71] предполагает длительную персистенцию возбудителя в данной экологической нише и развитие гшх^инфекции. Характер взаимоотношений коклюшной палочки с сапрофитной и условно-патогенной микрофлорой, персистирующей на слизистой оболочке ротоглотки, не изучен. В этой связи особую значимость в проблеме коклюша на современном этапе приобретают исследования, направленные на изучение этиопатогенетических механизмов развития инфекционного процесса при коклюше. Разработка комплексного динамического подхода в изучении колонизационных, персистентных характеристик и других факторов патогенности возбудителя и условно-патогенных микроорганизмов, определяющих их этиологическую значимость в развитии осложненного течения коклюша, с одной стороны, а также состояния антиинфекционной резистентности организма ребенка с другой стороны, явится приоритетной методологической основой для оценки ведущих механизмов, определяющих характер и прогноз течения коклюша у привитых и непривитых детей.

Установленные механизмы действия токсинов Bordetella pertussis (АДФ-рибозилтрансферазная активность, индукция апоптоза альвеолярных макрофагов и дермонекротическая функция, осуществляемая белковыми токсинами, ингибиция синтеза ДНК и индукция продукции IL-1 и оксида азота под действием липополисахарида и трахеального цитотоксина возбудителя) оказывают действие на морфофушщионалыюе состояние слизистой ротоглотки и, следовательно, могут косвенно свидетельствовать о степени выраженности патогенных свойств возбудителя, оказывающих влияние на характер течения инфекционного процесса [162, 163].

Исследования, касающиеся иммунопатологии коклюша и оценки эффективности иммунизации, направлены на изучение состояния только гуморального иммунитета [75, 76, 46, 181, 182]. Практически отсутствуют работы, посвященные изучению местного специфического ответа.

Таким образом, оценка этиопатогенетических механизмов, определяющих характер течения коклюша у детей на начальной стадии формирования инфекционного процесса на основе совершенствования методов экспресс-диагностики, комплексного изучения морфофункционального состояния и антиинфекционной резистентности слизистой ротоглотки, определила проведение настоящего исследования.

Цель исследования.

Выявить этиопатогеиетические особенности течения коклюша у детей на основе совершенствования методов экспресс-даагностики, комплексной оценки морфофункционального состояния и антиинфекционной резистентности слизистой ротоглотки.

Задачи исследования:

1. Охарактеризовать современные клинико-анамнестические особенности и уровень специфического иммунитета у детей, больных коклюшем.

2. Изучить особенности взаимодействия коклюшной палочки с макроорганизмом на начальной стадии формирования инфекционного процесса, используя клинический материал (браш-биоптаты слизистой ротоглотки) и модель эпителиоцитов ротоглотки.

3. Дать оценку неспецифической резистентности макроорганизма на основе изучения ЭлА эпителиоцитов, уровня IgA в гортанно-глоточных смывах и браш-биоптатах и микробиоценоза слизистой ротоглотки.

4. Разработать метод ранней диагностики коклюша на основе реакции непрямой иммунофлюоресценции (РНИФ).

5. Разработать алгоритм микробиологической диагностики коклюша, включающий методы ранней и ретроспективной лабораторной диагностики, определение ЭлА эпителиоцитов, общего IgA в гортанно-глоточных смывах и состояние микробиоценоза слизистой ротоглотки.

Научная новизна исследования.

Впервые предложен высокоэффективный метод ранней диагностики коклюша, основанный на одновременном выявлении в реакции непрямой иммунофлюоресценции корпускулярных антигенов B. pertussis и IgA в гортанно-глоточных смывах и браш-биоптатах (патент на изобретение РФ «Способ экспресс-диагностики коклюша» № 2 247 388 от 27 февраля 2005 г.).

Установлены основные причины регистрации коклюша у детей, привитых в анамнезе: отсутствие или резкое снижение поствакцинального иммунитета у детей старших возрастных групп (5−7 и 8−16 лет).

Научно обоснованы критерии прогноза характера и тяжести течения коклюша у «привитых в анамнезе» и непривитых детей, основанные на комплексной оценке колонизационной активности возбудителя, антиинфекционной резистентности, морфофункционального состояния слизистой ротоглотки и уровня 1§-А.

Практическая значимость работы.

Предложен и внедрен для широкого использования в практическом здравоохранении эффективный и доступный метод ранней этиологической диагностики коклюша (за 2−2,5 часа), позволяющий увеличить процент подтверждения диагноза до 78,9%, характеризующийся высокой.

Ъ г диагностической чувствительностью (выявляются до 10 — 10 микробных клеток в 1 мл исследуемого материала) и специфичностью (93,6%).

Разработанный алгоритм оценки морфофункционального состояния и антиинфекционной резистентности слизистой позволяет прогнозировать тяжесть и длительность течения инфекционного процесса при коклюше.

Установленное доминирование серовариантов В. реги^з «1.2.0» и «1.0.3», обусловивших регистрацию коклюша в Санкт-Петербурге, обосновывает необходимость проведения постоянного мониторинга за циркуляцией серовариантов возбудителя и напряженностью поствакцинального иммунитета у детей для определения тактики подбора вакцинных штаммов и пересмотра национального календаря профилактических прививок — введение дополнительной ревакцинации против коклюша.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Разработанный метод ранней диагностики коклюша, основанный на одновременном выявлении в реакции непрямой имунофлюоресценции корпускулярных антигенов B. pertussis, противококлюшного IgA в гортанно-глоточных смывах и браш-биоптатах, существенно улучшает этиологическую диагностику.

2. В современных условиях коклюш регистрируется как у непривитых детей (36%), так и у «привитых в анамнезе» (46,7%), и у привитых детей с нарушением графика прививок (17,3%). В группе «привитых в анамнезе» заболевание достоверно чаще регистрируется у детей в возрасте 5-ти — 7-ми лет (52,2%) и 8-ми — 16-ти лет (27,3%). И, наоборот, среди непривитых коклюш, по-прежнему, регистрируется преимущественно у детей до 1 года (34,3%). Снижение или утрата поствакцинального иммунитета — основная причина регистрации коклюша среди «привитых в анамнезе» детей.

3. Морфофункциональное состояние слизистой ротоглотки: колонизационная резистентность слизистой ротоглотки — индекс инфицирования (ИИ), адгезивная активность возбудителя — индекс адгезии (ИА), электрокинетическая активность ядер клеток эпителиоцитов (ЭлА), степень микроэкологических нарушений и уровень общего иммуноглобулина класса, А (IgA) определяют прогноз и характер течения коклюша.

Реализация результатов исследования.

Основные результаты диссертационного исследования вошли в учебное пособие для врачей «Алгоритм оценки резистентности слизистых оболочек в прогнозировании исходов инфекционной патологии у детей» (Санкт-Петербург, 2002).

По результатам исследования получен патент РФ на изобретение «Способ экспресс-диагностики коклюша» № 2 247 388 от 27 февраля 2005 г.

Разработанный способ экспресс-диагностики коклюша на основе РНИФ включен в государственный Реестр медицинских технологий на 2006 г., внедрен в клинике капельных инфекций Санкт-Петербургского НИИДИ (акт внедрения № 12 от 18.04.2003 г.) и в бактериологических лабораториях лечебно-профилактических учреждений городов: Нижний Новгород (акт внедрения № 5 от 20 апреля 2004 г.), Махачкала (акт внедрения № 3 от 8 декабря 2003 г.), Анапа (акт внедрения № 14 от 16 сентября 2004 г.) и Калининград (акт внедрения № 9 от 19 октября 2004 г.), Мурманск (акт внедрения № 2 от 5 февраля 2004 г.).

Апробация работы.

Основные положения работы доложены и обсуждены в 6-ти докладах: на итоговых научно-практических конференциях Санкт-Петербургского НИИДИ (2002, 2003, 2004 г.г.), на заседаниях Санкт-Петербургского отделения Всероссийского общества эпидемиологов, микробиологов и паразитологов (2003, 2005 г.г.), на Российском научно-практическом форуме «Актуальные проблемы педиатрии и иммунологии» (2005г.).

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе: 1 статья в центральном журнале, 4 — в сборниках научных трудов, 1 учебное пособие для врачей «Алгоритм оценки резистентности слизистых оболочек в прогнозировании исходов инфекционной патологии у детей».

Объем и структура работы.

Диссертация изложена на 152 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, 4-х глав собственных исследований, обсуждения, выводов, практических рекомендаций и приложений. Диссертация иллюстрирована 21 таблицей, 19 рисунками. Указатель литературы содержит 110 отечественных и 80 зарубежных источников.

Выводы:

1. Разработан эффективный метод ранней диагностики коклюша, основанный на одновременном выявлении в гортанно-глоточных смывах корпускулярных антигенов B. pertussis и IgA в реакции непрямой иммунофлюоресценции.

2. Среди «привитых» в анамнезе коклюш чаще регистрируется у детей в возрасте от 5 до 7 лет (52,2%) и от 8 до 16 лет (27,3%) с отсутствием или низкими показателями поствакцинального иммунитета. Среди непривитых наибольшая регистрация коклюша имеет место у детей первого года жизни (34,3%).

3. Выявлена отчетливая корреляция между исходными уровнями поствакцинального иммунитета у «привитых в анамнезе» детей и общего IgA в секрете слизистой ротоглотки, частотой развития и тяжестью течения коклюша у детей (г=0,8).

4. Разработан алгоритм оценки морфофункционального состояния слизистой ротоглотки, включающий показатели колонизационной резистентности слизистой ротоглотки: ИИ — индекс инфицирования эпителиоцита, ИА — индекс адгезии возбудителя, электрокинетической активности ядер клеток эпителиоцитов, степень микроэкологических нарушений и уровень общего иммуноглобулина класса, А в секрете слизистой ротоглотки.

5. Прогностическими критериями, определяющими тяжесть инфекционного процесса и длительность персистенции B. pertussis как у «привитых в анамнезе», так и непривитых детей, являются: выраженные деструктивные процессы на слизистой ротоглотки, наличие эозинофилов в секрете, высокая колонизационная активность возбудителя и УПМ на слизистой, реализуемая в декомпенсированную форму микроэкологических нарушений слизистой ротоглотки, низкие показатели электрокинетической подвижности ядер клеток буккалъного эпителия, фагоцитоза ПЯЛ и общего в секрете слизистой ротоглотки.

Практические рекомендации.

Для широкого использования в практике здравоохранения предложен высокоэффективный метод ранней этиологической диагностики коклюша.

Комплекс критериев прогноза характера течения коклюша может быть использован для оценки тяжести и длительности течения коклюша у детей. Выраженные деструктивные процессы, низкие показатели колонизационной резистентности слизистой, высокий индекс адгезии возбудителя и УПМ, снижение фагоцитарной активности полии мононуклеаров, регистрация эозинофилов, снижение уровня ЭлА ядер эпителиоцитов, развитие глубоких микроэкологических нарушений на слизистой (декомпенсированная форма — III степень), отсутствие или низкий уровень IgA — критерии прогноза неблагоприятного течения коклюша как у привитых, так и непривитых детей.