УЧЕНИЕ ОБ ИНФЕКЦИОННОМ ПРОЦЕССЕ Причины и условия возникновения, течения и исхода инфекционного процесса. Этиология инфекционных заболеваний. Роль микроорганизма – возбудителя заболевания. Молекулярные основы взаимодействия с хозяином. Патогенность и вирулентность. Факторы вирулентности, их контроль и регуляция. Роль макроорганизма – биологических особенностей, образа и условий жизни. Понятие об эпидемическом процессе. Типы и формы инфекционных процессов.

ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА И ЧЕЛОВЕК ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ - радиация - загрязнение воздушного бассейна - загрязнение водного бассейна ИММУННАЯ СИСТЕМА ЧЕЛОВЕКА (ГЕНЫ) ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ - тяжелые металлы - кислоты - органические токси- ческие соединения СОЦИАЛЬНАЯ СРЕДА - стресс - образ жизни БИОЛОГИЧЕСКИЕФАКТОРЫ - бактерии - грибы - вирусы - паразиты Адаптация Предболезнь ИММУНОПАТОЛОГИЯ ИНФЕКЦИИ

Ежегодная летальность от инфекции в мире ( ВОЗ, 1998 )

Заболеваемость наиболее распространенными инфекциями в Белоруссии Заболеваемость наиболее распространенными инфекциями в Белоруссии (конец 19-го и начало 20-го века) Заболеваемость на 100 тыс. населения Сыпной тиф Инфекции Возвратный тиф ликвидировано (1928) Брюшной тиф Дизентерия Натуральная оспа 241 ликвидировано (1928) Скарлатина 340 Корь Дифтерия Коклюш Трахома Малярия

Заболеваемость некоторыми инфекциями в Республике Беларусь ( гг.) Заболеваемость на 100 тыс. нас Малярия Полиомиелит Дифтерия Брюшнойтиф 1 Г О Д Ы 2 1 – введение плановой иммунизации АКДС вакциной (1957 г.) АКДС вакциной (1957 г.) 2 – введение иммунизации против полиомиелита (1959 г.) полиомиелита (1959 г.)

Распределение инфекционных и паразитарных болезней по уровням заболеваемости населения Беларуси в 2001 г.

Смертность от инфекционных и паразитарных заболеваний (ВОЗ, октябрь 2000)

24-25 million

Наиболее распространенные в мире инфекции

НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫЕ ИНФЕКЦИОННЫЕ БОЛЕЗНИ В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ Острые респираторные инфекционные заболевания - вспышки; - эпидемии микробиологический мониторинг; серологический мониторинг Острые кишечные инфекционные заболевания - вспышки (водные, пищевые) микробиологический мониторинг; серологический мониторинг Острые заболевания передаваемые половым путем микробиологический мониторинг; серологический мониторинг

Смертность от инфекций в США ( )

Инфекция - приоритет номер один â неуклонный рост частоты случаев инфекционных болезней в мире â неблагоприятные тенденции по инфекционной патологии в республике â роль инфекционных агентов в патогенезе другой патологии: - гематологической; - гинекологической; - хирургической; - онкологической; - эндокринологической; - терапевтической (гастроэнтерология, пульмонология, коллагенозы, кардиология).

ПРОБЛЕМЫ НОВЫХ ИНФЕКЦИЙ 4 Отсутствие знаний в отношении возбудителя 4 Отсутствие специалистов в данной области 4 Отсутствие диагностических возможностей 4 Отсутствие данных о реальной эпидемической ситуации в стране 4 Соответственно недооценка или переоценка проблемы 4 Необходимость адекватного реагирования (административного, финансового, методического и т.д.)

Эволюция инфекционных заболеваний Наследование от гоминид: герпес, малярия, натуральная оспа, туберкулез, стафилококковые и стрептококковые инфекции Сапронозы - результат земледелия и оседлого образа жизни: холера, дизентерия, грибковые и протозойные заболевания Зоонозы - от диких животных и птиц: лептоспирозы, лихорадки, бешенство, чума - от домашних животных и птиц: сап, бруцеллез, сибирская язва, туберкулез Антропонозы - заболевания в результате формирования общества, увеличение плотности населения: -ОРЗ - грипп, дизентерия, менингит, скарлатина - ЗППП - гонорея, сифилис, хламидиоз Антропогенные антропонозы: ятрогенные и внутрибольничные инфекции, бактериологическое оружие, рекомбинантные возбудители, космические инфекционные агенты

Механизмы ускользания микроорганизмов от факторов хозяина â Резистентность к литическому эффекту комплемента â Разрушение фаго- и лизосом микро- и макрофагов â Стимуляция иммуносупрессии и аутоиммунитета â Формирование гранулемы â Антигенная мимикрия и др.

Применение молекулярной диагностики в области контроля за инфекцией Выявление инфекционных агентов в окружающей среде выявление инфекционных агентов в биологическом материале выявление инфекционных агентов в пищевых продуктах идентификация инфекционных агентов определение факторов патогенности определение механизмов резистентности молекулярно-биологическое типирование возбудителей контроль эффективности лечения

Концепция патогена Патоген Патоген - это микроорганизм, принадлежащий к определенному виду и способный вызывать инфек- ционное заболевание. Этот подход был разработан Р. Кохом ( ) и его учителем Д. Коном ( ) в конце XIX - го столетия для так называемых «облигатных» патогенов и основан на таксономическом положении таких инфекционных агентов как возбудители сибирской язвы, туберкулеза и холеры. Этот подход не полностью оправдывается для факультативных патогенов (кишечной палочки, стафи- лококков, псевдомонад и многих др.), которые могут существенно варьировать по степени патогенности.

Особенности патогенности микроорганизмов Термины патогенность и вирулентность - синонимы; Термины патогенность и вирулентность - синонимы; Патогенность микроорганизмов - функция как микроорганизма, так и макроорганизма, состояние иммунной системы которого «разрешает» тот или иной тип отношений между ними; Патогенность микроорганизмов - функция как микроорганизма, так и макроорганизма, состояние иммунной системы которого «разрешает» тот или иной тип отношений между ними; Результат интегрированного взаимодействия нескольких сочленов биоценоза хозяина; Результат интегрированного взаимодействия нескольких сочленов биоценоза хозяина; Может приобретаться, изменяться и утрачиваться; Может приобретаться, изменяться и утрачиваться; Патогенность лидеров инфекционной патологии может ослабляться, а условнопатогенных агентов - усиливаться; Патогенность лидеров инфекционной патологии может ослабляться, а условнопатогенных агентов - усиливаться; Периодичность смены или появление новых лидеров среди патогенных для человека микроорганизмов; Периодичность смены или появление новых лидеров среди патогенных для человека микроорганизмов; При определенных условиях патогенными для человека могут быть и истинные сапрофиты При определенных условиях патогенными для человека могут быть и истинные сапрофиты

Концепция островов патогенности В 80-ых годах было установлено, что в хромо- соме некоторых микроорганизмов имеется блок генов вирулентности, который отличает их от близкородственных микроорганизмов. Эта область генов была названа островами патогенности (PAIs). Концепция PAIs разработана на основе строения генома и патогенности энтеробактерий, особенно E.coli, но полностью применима к другим Гр- и Гр+ микроорганизмам.

Генетические основы патогенности микроорганизмов Расшифрован геном более 20 патогенов (возбудители туберкулеза, дифтерии, гемофилюс инфлуенты и др.); Расшифрован геном более 20 патогенов (возбудители туберкулеза, дифтерии, гемофилюс инфлуенты и др.); открыты острова патогенности (ОП) - дискретные сегменты ДНК, кодирующие факторы патогенности; открыты острова патогенности (ОП) - дискретные сегменты ДНК, кодирующие факторы патогенности; ОП, локализованые в хромосоме и плазмидах, гомологичны; ОП, локализованые в хромосоме и плазмидах, гомологичны; гены патогенности микробов ассоциированы с регуляторными генетическими элементами (факторами транскрипции и др.); гены патогенности микробов ассоциированы с регуляторными генетическими элементами (факторами транскрипции и др.); некоторые изоляты (штаммы) могут иметь несколько ОП - сальмонеллы имеют пять; некоторые изоляты (штаммы) могут иметь несколько ОП - сальмонеллы имеют пять; ОП могут быть мобильными, находятся в составе транспозонов; ОП могут быть мобильными, находятся в составе транспозонов; открыты секреторные системы бактерий (1-3); открыты секреторные системы бактерий (1-3); 3-я секреторная система бактерий важна с точки зрения реализации бактериями патогенности; 3-я секреторная система бактерий важна с точки зрения реализации бактериями патогенности; 3-ья многокомпонентная секреторная система - это многокомпонентная система, ответственная за доставку эффекторных молекул микроба из цитоплазмы к мембране клетки-мишени; 3-ья многокомпонентная секреторная система - это многокомпонентная система, ответственная за доставку эффекторных молекул микроба из цитоплазмы к мембране клетки-мишени; функция этих молекул - взаимодействие с клетками хозяина и обеспечение патогенности функция этих молекул - взаимодействие с клетками хозяина и обеспечение патогенности

Острова патогенности бактерий Адгезины Адгезины Факторы колонизации Факторы колонизации Инвазины Инвазины Факторы роста Факторы роста Факторы повреждения - эндотоксины и экзотоксины Факторы повреждения - эндотоксины и экзотоксины Факторы ингибиции бактериальной активности фагоцитов Факторы ингибиции бактериальной активности фагоцитов Факторы, оказывающие супрессивный эффект Факторы, оказывающие супрессивный эффект Факторы, стимулирующие воспаление и цитотоксичность Факторы, стимулирующие воспаление и цитотоксичность Факторы резистентности (к стрессу, химическим и физическим факторам) Факторы резистентности (к стрессу, химическим и физическим факторам) Белки теплового шока Белки теплового шока

Генетические элементы островов патогенности микобактерий Генетические элементы очень подвижны, изменчивы, легко приобретаются и утрачиваются; передаются горизонтально и вертикально; IS пример кластера генов патогенности МТ; Гены, кодирующие каталазу-katG. Каталаза защищает МТ от окисления в фагосоме; Гены, кодирующие эпидермальный ф-р роста-EgfG; Гены, кодирующие фосфолипазы - plG; Гены, кодирующие глутамат синтетазу - gsG; Гены, кодирующие сигма фактор - sigF, sigH; Гены, кодирующие миколовую кислоту - TDM, TMM; Гены, кодирующие изоцитратлиазу - AceA; Гены, кодирующие белок, связыв. пенициллин PonA; Гены, кодирующие полипептид синтазу - pls2; Гены, кодирующие эндонуклеазу - uniA; Гены, кодирующие белки, ответственные за транспорт катионов - ctpV

Характеристика островов патогенности (ОП) микроорганизмов Присутствуют в геноме патогенных и отсутствуют в геноме непатогенных бактерий; ОП представлены генами, кодирующими один или более фактор патогенности (капсулу, адгезины, инвазины, белки секретирующих систем(I - IV), токсины и др.; ОП локализуются в хромосоме и/или плазмиде; ОП принадлежит относительно большая часть генома - от 5 до 20%; ОП часто отличается соотношением Г+Ц от остальной части генома; Гены ОП широко передаются горизонтальным путем; Это дискретные фрагменты генома, часто представлены прямыми повторами последовательностей ДНК, которые обеспечивают их интеграцию в геном хозяина (?); Гены ОП часто ассоциируются с геном тРНК; тРНК часто действуют как мишень для интеграции с чужеродной ДНК; ОП часто несут критические или функциональные гены, кодирующие интегразы, транспозоны или часть IS - элементов; ОП часто представлены нестабильными областями ДНК. Они могут утрачиваться, удваиваться и передаваться другим микроорганизмам; ОП могут находиться в интегративных плазмидах, конъюгативных транспозонах и бактериофагах; Структура ОП отражает этапы эволюции микроорганизмов и их хозяев; Вероятно, что гены ОП являются «молодыми» или «новыми» генами

Генетические контроль островов патогенности кишечной палочки

ГЕНОМЫ НЕКОТОРЫХ ПАТОГЕНОВ

Фазово-антигенные вариации микроорганизмов

Цикл патогенеза инфекционного заболевания ЗАРАЖЕНИЕ алиментарный; капельный; парентеральный; контактный; трансмиссивный: трансплацентарный инфицирующая доза возбудителя ИСХОД Бактерионосительство Инфекция Выздоровление Очищение АДГЕЗИЯ специфическое взаимодействие структур микроба и клеток хозяина КОЛОНИЗАЦИЯ прикрепление и размножение у места входных ворот ИНВАЗИВНОСТЬ специфичные ферменты нейроминидаза фосфолипаза коллагиназа эластаза ТОКСИЧНОСТЬ эндо- и экзотоксины ЛПС холероген пептидогликан ТСТ, ТЛТ, энтеротоксины Цитотоксины нейротоксины ТРАНСЛОКАЦИЯ генерализация и перенос бактерий с поверхности в ткани и кровь ПАТОЛОГИЯ острая и хроническая инфекция осложнения летальность

Классификация и этиология пневмоний

Классификация и этиология подострой и хронической пневмонии 2. Подострая или хроническая А. Туберкулез легких - M. tuberculosis B. Микозы - Histoplasma capsulatum, Blastomyces dermatitidis, Coccidioides immitis, Cryptococcus neoformans С. Аспирационная - смешанная анаэробная пневмония и и аэробная микрофлора абсцессы легких 3. Пневмония у иммунодефицитных лиц P. carinii, CMV, M. avium complex, Nocardia, Aspergillus, Pneumomycetes, Candida

Этиологическая структура пневмоний в странах Европы и Америки (%)