Бактерия протей: общая микробиология рода, виды протейных инфекций, диагностика и лечение

Род Proteus относится к семейству Enterobacteriaceae и включает следующие виды: Pr. vulgaris, Pr. mirabilis, Pr. morganii, Pr. rettgeri.

Морфология. Бактерии рода Proteus — полиморфные палочки размером 0,5—0,6X1,2—3 мкм, подвижные (перетрихи) грамотрицательные, не образующие спор и капсул. Факультативные анаэробы (рис. 3).

Культуральные свойства. Микроб хорошо культивируется на питательных средах. При посеве материала, содержащего палочку протея, в конденсационную воду свежескошенного агара (метод Шукевича) через несколько часов отмечается роение микроба, ползучий рост, в виде Н-формы (поверхность МПА покрывается тонкой прозрачной пленкой). Посев по методу Шукевича широко применяют в диагностических лабораториях при выделении палочки протея из объектов внешней среды и продуктов. На плотных углеводных средах (Эндо, Плоcкирева) Pr. morganii дает прозрачные, округлые, «нероящиеся» О-формы колонии. На среде Плоскирева вокруг прозрачных колоний, обладающих характерным запахом, среда окрашивается в желтоватый цвет. Более старого возраста колонии нередко мутнеют, а их центр окрашивается в бурый цвет. Ферментативные свойства. Бактерии рода Proteus сбраживают глюкозу с выде­лением кислоты и газа, неферментируют лактозу и маннит, расщепляют мочевину. Pr. vulgaris и Pr. mirabilis обладают протеолитической способностью, разжижают желатин; выделяют HjS. Pr. vulgaris в отличие от Pr. mirabilis образует индол, сбраживает мальтозу. Ферментативные свойства микробов этой группы представлены в табл. 2.

Устойчивость. Бактерии из рода Proteus погибают при 60°С в течение 1 ч, при 80°С — за 5 мин.

Proteus устойчивы к низким температурам, переносят трехкратное попеременное замораживание и оттаивание. 1%-ный раствор фенола вызывает гибель протея через 30 мин.

Санитарно-показательное значение бактерий рода Proteus. Микроорганизмы этой группы, в частности вид Pr. vulgaris, в небольшом количестве встречается как в кишечнике человека и животного, так и во внешней среде. Он является возбудителем гнилостных процессов в природе. Вид Pr. mirabilis — обитатель кишечника человека и животных. В отличие от уже рассмотренных санитарно-показательных микроорганизмов (бактерий группы кишечных палочек, энтерококков, Cl. periringens), палочки Proteus встречаются в кишечнике человека сравнительно в небольшом количестве (в 5—10% случаев) ; в кишечнике лошадей, крупного рогатого скота и других животных их обнаруживают чаще, особенно летом. Из вышеизложенного следует, что бактерии рода

Proteus не имеют самостоятельного значения как показатели фекального загрязнения. Они не удовлетворяют основным требованиям санитарно-показательных микро-организ.мов. Тем не менее бактерии рода .Proteus имеют определенное санитарно-показательное значение, так как обнаружение большого количества Pr. vulgaris в почве, воде свидетельствует о содержании в них и разрушении органических веществ животного происхождения. При загрязнении объектов внешней среды фекальными стоками, как правило, выявляют Pr. mirabilis.

Как санитарно-показательные микроорганизмы бактерии рода Proteus вместе с Е. coli, энтерококком, Cl. perfringens и бактериофагом применяют для санитарно-гигиенической оценки почвы, воды открытых водоемов.

Обнаружение протея в пищевых продуктах свидетельствует о гнилостном процессе. Степень обсеменения мясных продуктов (мяса, колбас и др.) бактериями рода Proteus устанавливают по титру протея. Для этого в конденсационную воду свежескошенного агара вносят по 0,1-мл десятичных разведений исследуемого материала. Посевы выращивают при 37°С в течение 18—48 ч. Титр определяют по наименьшему количеству засеянного продукта, в котором обнаружен рост палочки протея в виде Н-формы.

Доброкачественные продукты: колбасные изделия, студни, жареная птица, кулинарные изделия из рубленого мяса— не должны содержать бактерий рода Proteus.

Бактерия протей относится к условно патогенным микроорганизмам и обычно не причиняет организму человека вреда. Однако при определённых условиях некоторые виды этого микроба становятся причиной заболеваний, которые с трудом поддаются антибиотикотерапии и потому считаются серьёзной медицинской проблемой. Особенно опасны вызванные протеем внутрибольничные инфекции.

Характеристика рода Протей

Все представители рода протеус — грамм-отрицательные палочки и факультативные анаэробы, т. е. при необходимости могут переходить на бескислородный тип метаболизма. Характерным местом их обитания являются гниющие растительные и животные останки. В небольшом количестве эта бактерия составляет микрофлору человека и животных. Протей также обнаруживается в почве и загрязнённой органикой воде.

Оптимальный рост протея наблюдается при температуре 37 градусов и значениях ph 7,2−7,4 (слабощелочная среда). Диапазон, при котором бактерия сохраняет активную жизнедеятельность, находится в пределах от 20 до 38 градусов. По типу питания этот микроорганизм — хемооранотроф (для поддержания жизненных процессов использует энергию химических связей, органику получает из окружающей среды).

Как и другие представители энтеробактерий, протей имеет в своём составе соматический О-антиген и жгутиковый Н-антиген, которые используются для типирования некоторых видов этой бактерии.

Положение в биологической систематике

В микробиологии существует две системы классификации: фенотипическая и филогенетическая. Первый метод систематики более старый и довольно условный. Он объединяет микроорганизмы в группы на основании общих черт в строении и жизнедеятельности. В филогенетической систематике распределение бактерий по категориям зависит от уровня генетического сходства между различными таксонами, которое определяется анализом последовательности гена 16-S-рибосомальной РНК.

По фенотипической классификации род Proteus относится к группе анаэробных споронеобразующих палочек и входит в семейство кишечных бактерий (Enterobacteriaceae). В филогенетике этот таксон принадлежит обширному филуму протеобактерий, насчитывающему более двух тысяч видов. Полная структура систематики протея по направлению от высшей категории к низшей соответствует следующей схеме:

  1. Царство — Bacteria (бактерии).
  2. Филум — Proteobacteria (протеобактерии).
  3. Класс — Gammaproteobacteria (гаммапротеобактерии).
  4. Порядок — Enterobateriales (кишечные бактерии).
  5. Семейство — Enterobacteriaceae.
  6. Род — Proteus (протей).

Генотипическая классификация достоверно отражает родство между группами бактерий, но при этом не всегда совпадает с фенотипической. Последняя весьма удобна при изучении различных свойств микроорганизмов.

На настоящий момент род proteus включает пять видов. Некоторые из них дифференцируются на биотипы, границы между которыми весьма условны даже на молекулярно-генетическом уровне.

Морфология и рост в культуре

По морфологической структуре протейные микроорганизмы представляют собой прямые палочки с закруглёнными концами толщиной 0,4−0,8 мкм и длиной от 1 до 3 мкм. Иногда встречаются кокковидные и нитевидные формы, что характеризует склонность этих микроорганизмов к полиморфизму. Большинство протейных бактерий подвижны благодаря перитрихам (нитевидным структурам, покрывающим всю поверхность клетки), но присутствуют и так называемые О-формы, лишённые жгутиков. Особых структур для защиты от неблагоприятных условий среды, к которым относят споры и капсулы, протей не образует.

К питательным средам эти бактерии не требовательны. Жгутиковые формы на МПА (мясопептонном агаре) дают ползучий рост в виде нежной вуали голубовато-дымчатого цвета. О-форма в той же среде образует крупные колонии с ровными краями. В мясопептонном бульоне (МПБ) протей вызывает помутнение среды с образованием плёнки на поверхности.

Биохимические свойства

Эти признаки отражают особенности обмена веществ рода протеус и активно используются при видовой идентификации. Протей ферментирует глюкозу, образуя кислоту и небольшое количество газа, устойчив к цианиду. Лактозу и маннит бактерия в метаболизме не использует. К характерным особенностям протея можно отнести выработку ферментов уреазы и фенилаланиндезаминазы.

Видовой состав

С момента обнаружения протейного микроорганизма в 2019 году до нашего времени видовая классификация этой бактерии сильно менялась. В основном, это было связано со слабой фенотипической дифференциацией внутри рода и высокой степенью сходства с представителями таксонов Morganella и Providencia. В итоге глубокий фенотипический анализ в совокупности с филогинетическим методом позволили выделить следущие виды протея:

  • Proteus vulgaris — типовой вид рода Протей (вульгарис в этом случае переводится с латыни как «обычный», а не «вульгарный»).
  • Proteus mirabilis — чаще других представителей обнаруживается у больных протейной инфекцией.
  • Proteus penneri — единственный условно-патогенный вид протея, не разделённый на сер.
  • Proteus myxofaciens — обнаружен в живых и мёртвых личинках непарного шелкопряда.
  • Proteus gauseri — назван в честь немецкого учёного Гауса, раньше считался биогруппой типовой бактерии.

Все эти виды имеют одинаковую морфологическую характеристику и отличить их можно только по некоторым биохимическим признакам или по генетической последовательности.

Ранее входившая в род proteus бактерия P. morganii сейчас выделена в самостоятельный род Morganeus с типовым представителем Morganella morganii. Этот условно-патогенный сапрофит способен вызывать инфекции по типу протейной. Морганелла и протеус обладают уреазной активностью, что даёт им возможность размножаться в мочеполовой системе человека.

Особенности протейной инфекции

Для организма человека потенциально патогенны три вида из пяти: P. vulgaris, P. mirabilis и P. penneri. К заболеванию может привести интенсивное размножение протея внутри организма (эндогенная инфекция) или попадания большой дозы возбудителя из окружающей среды.

В первом случае избыточный рост бактерии происходит на фоне сильного ослабления иммунитета, вызванного другими заболеваниями или травмами. Развитие инфекции возможно также в результате угнетения нормальной микрофлоры кишечника, что нередко встречается у детей.

Второй тип инфекции (экзогенный) в основном характеризует развитие пищевой инфекции при прохождении протея через пищеварительный тракт. Из внешней среды бактерия может попасть в организм тремя путями:

  • Алиментарным — самый распространённый способ передачи, характеризует проникновение возбудителя в организм вместе с пищей (чаще всего с белковыми продуктами после долгого срока хранения);
  • Водным — может произойти при заглатывании воды из заражённого протеем водоёма;
  • Контактно-бытовым — попадание в пищевод через грязные руки после контакта с обсеменёнными бактерией предметами.

Однако входными воротами инфекции служит не только пищеварительный тракт. Так, при попадании на повреждённые участки человеческого тела (ожоги, раны, язвы и т. д. ) протей вызывает гнойно-воспалительный процесс. Такое характерно для госпитальной инфекции.

Клиническая картина заболеваний

Чаще всего заболевания, вызванные Proteus spp., протекают по типу пищевой токсикоинфекции. В этом случае клинические проявления связаны с попаданием в кровь эндотоскина, который высвобождается при массовой гибели бактерий в желудочно-кишечном тракте. Тяжесть симптоматики зависит от количества попавшего в организм возбудителя.

В качестве вторичной инфекции протей может вызывать множество гнойно-воспалительных заболеваний, таких как цистит, пневмонию, плеврит, менингит, нагноение ран и ожоговых поверхностей, остеомиелит, сепсис и т. д. Симптоматика этих патологических процессов зависит от локализации возбудителя и в целом соответствует картине любого воспаления (озноб, повышение температуры, слабость, нарушение функционирования поражённого органа, очаговая боль и др.).

Обычно протейные инфекции такого типа протекают в ассоциации с другими условно-патогенными микроорганизмами и с трудом поддаются лечению. На фоне общей ослабленности организма протей может привести к очень тяжёлым формам воспаления вплоть до летального исхода. Такое возможно при инфицировании госпитальными штамамми, приобретшими устойчивость ко многим антибиотикам.

Чрезмерное размножение естественной протейной микрофлоры в кишечнике приводит к появлению длительных желудочно-кишечных расстройств. Такие заболевания протекают по типу дисбактериоза, энтероколита или гастроэнтерита и сопровождаются характерной симптоматикой (нарушение пищеварения и стула, боли в области живота, тошнота, урчание, аномальная структура каловых масс и т. д. ).

Лабораторная диагностика

Основной метод выявления протейной инфекции — бактериологический, то есть использование биологических материалов пациента для посева на дифференциально-диагностические среды. В случае обнаружения многочисленных колоний Proteus spp. диагноз подтверждается. Материалом для посева могут служить испражнения, рвота, гной, мокрота, ликвор, кровь.

Обнаружение протея в испражнениях

При посеве из кала производится комплексная оценка содержания всех условно-патогенных бактерий в кишечнике. Для этого подсчитывается количество КОЕ (колониеобразующих единиц), которое в норме не должно превышать значение 10 4.

Обнаружение большого количества Proteus spp. в кале ребёнка или взрослого свидетельствует о протейном дисбактериозе. Причиной серьёзного нарушения микрофлоры могут быть и другие микроорганизмы, включая близкий к протею вид морганеллу моргани.

Обнаружение бактерии морганеллы или протеуса в моче называется бактериурией и свидетельствует об инфекции мочеполовой системы.

Методы лечения

В случае пищевой токсикоинфекции лечение имеет неспецефический характер и направлено, в основном, на устранение симптомов и дезинтоксикацию (обильное питьё, промывание желудка и т. д. ).

При гнойной-воспалительных заболеваниях основу лечения составляет использование препаратов, угнетающих или убивающих протей (антибиотики, противопротейные бактериофаги). Также необходима симптоматической терапия совместно с проведением мероприятий, направленных на общее укрепление организма. В случае затяжного вялотекущего воспалительного процесса, плохо поддающегося действию антибиотиков, применяются аутовакцины.

При дисбактериозе, вызванном бактерией протей, лечение наряду с противомикробной терапией должно включать препараты, восстанавливающие нормальною микрофлору (пробиотики и синбиотики).

Применение антибиотиков

Главная проблема использования антибактериальных препаратов против протея — высокая степень его устойчивости к антибиотикам. Самый резистентный в этом отношений вид — Proteus vulgaris, однако инфекции чаще вызывает Proteus mirabilis. Анализ чувствительности этих видов к антибиотикам проводился при их биологическом изучении.

Необходимо учитывать, что повидовая характеристика восприимчивости носит обобщённый характер, а судить о конкретном штамме протея можно только на основе индивидуальной антибиотикограммы. Поэтому назначать противомикробные препараты без проведения предварительных тестов на чувствительность к антибиотикам нельзя. Неправильно выбранное лекарство не только не убьёт протей, но сократит количество нормальной микрофлоры, что значительно улучшит условия для развития инфекции.

Использование бактериофагов

Бактериофаги — это специфические вирусы бактерий с определённым спектром хозяев, что является значительным преимуществом перед антибиотиками, убивающими полезную микрофлору вместе с патогенной. Кроме того, попадая в культуру протея, фаговые частицы размножаются и заражают другие бактериальные клетки того же вида. Таким образом, бактериофаг — это высокоэффективное живое лекарство с избирательным действием, полностью безопасное для здоровья человека.

В лечении протейных инфекций бактериофаги чаще всего применяют при желудочно-кишечных расстройствах, включая дисбактериоз. Существует комплексный препарат «Интести», содержащий набор фагов против нескольких представителей патогенной микрофлоры кишечника, в том числе протеуса.

Можно использовать также чистый протейный или колипротейный бактериофаг. Эти препараты эффективны и при местных воспалительных процессах.