Способ прогнозирования инфекционного процесса, вызванного культивируемыми и некультивируемыми бактериями Pseudomonas aeruginosa, в эксперименте Российский патент 2024 года по МПК G01N33/53 G09B23/28 G01N33/564 C12R1/385 

Изобретение относится к медицине, а именно, к иммунологической диагностике патологических изменений в легочной ткани с летальным исходом в эксперименте, вызванных культивируемыми и некультивируемыми бактериями P.aeruginosa.

В настоящее время известно, что 67 видов патогенных бактерий, способны переходить в некультивируемое состояние (Zhao X, et al. Current perspectives on viable but non-culturable state in foodborne pathogens // Front Microbiol, 2017; 8: 580). Жизнеспособные, но некультивируемые бактерии, представляют серьезную проблему для общественного здравоохранения (Ли Л., Мендис Н. с соавт. Важность жизнеспособного, но некультивируемого состояния бактериальных патогенов человека. // Front Microbiol. 2014; 5: 1-1.). Они не культивируются на обычных диагностических питательных средах, устойчивы к стандартным методам стерилизации, невосприимчивы к стандартному медикаментозному лечению (Льюис К. Клетки Персистера. // Annu Rev Microbiol. 2010; 64: 357-72), способны вызывать рецидивы таких заболеваний, как туберкулез, муковисцидоз, кандидоз, холеру, сепсис, гастроэнтерит и инфекции легочной ткани (Айрапетян М, с соавт. Преодоление разрыва между жизнеспособными, но не культивируемыми бактериями и устойчивыми к антибиотикам бактериями. // Trends Microbiol. 2015; 23: 7-13).

При изучении сроков летальности у животных в эксперименте установлено, что некультивируемые бактерии вызывали гибель кроликов породы «Советская шиншилла» на 2-е сутки, а культивируемые бактерии на 8-9 сутки. В этих группах животных в легочной ткани определялись патоморфологические изменения [Сахаров С.П., Козлов Л.Б. Система диагностики инфекционных осложнений и прогнозирование исходов ожоговой болезни у детей (клинико-экспериментальные исследования): Монография. // Екатеринбург: Изд-во Урал. Ун-та, 2014. 252 с.; Сахаров С.П. с соавт. Видовой состав микрофлоры внутренних органов животных при ассоциированной экспериментальной инфекции //Медицина в Кузбассе. 2021. №4. с. 11-19.].

Нами предложен способ прогнозирования инфекционного процесса с летальным исходом, вызванного бактериями Pseudomonas aeruginosa в эксперименте на основании патоморфологических изменений в легочной ткани и показателей циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК).

В патентной литературе нами не выявлено сообщений об использовании показателей ЦИК для выявления патологических изменений в лёгких с летальным исходом, вызванных P.aeruginosa.

В патентной литературе имеется сообщение об использовании ЦИК для оценки деструктивных изменений в легких при туберкулёзе [Патент RU № 2488828 от 27.07.2013. Бюл. №21.]. Методом компьютерной томографии определяют инфильтрацию легочной ткани при пневмонии [Патент RU № 2738450 от14.12.2020. Бюл. №35], наличие ранних признаков острого респираторного дистресс-синдрома [Патент RU № 2168945 от20.06.2001, Бюл.№ 17.]. При гистологическом изучении структуры паренхимы легких топографически определяют очаги дистелектазов [Патент RU № 2628628 от 17.07.2017.Бюл. № 20.].

Описано прогнозирование патологического процесса в лёгких, включающее проведение хирургического лечения с последующим лабораторным исследованием [Патент RU № 2568602 от 20.11.2015, Бюл. № 32.], по регистрации клинических и лабораторных исследований [Патент RU №2456603 от 20.07.2012 Бюл. № 20; Патент RU №2376938 от 27.12.2009, Бюл. №36], по регистрации лабораторных исследований [Патент RU № 2461836 от 20.09.2012, Бюл. № 26], по результатам исследования биохимических показателей [Патент RU №2292048 от20.01.2007, Бюл. № 2].

В патентах предложено прогнозирование инфекционного процесса, вызванного культивируемыми бактериями.

Наиболее близким по техническому решению является патент прогнозирования патологического процесса в организме лабораторных животных, вызванного культивируемыми или некультивируемыми бактериями по показателям щелочной фосфатазы и АЛТ [Патент RU №2642327 от 24.01.2018, Бюл. № 3], однако, в патенте не представлены данные прогнозирования инфекционного процесса с летальным исходом на основании патоморфологических изменений в легочной ткани и показателей циркулирующих иммунных комплексов.

Задачей настоящего изобретения является прогнозирование инфекционного процесса, вызванного культивируемыми и некультивируемыми бактериями Pseudomonas aeruginosa, в эксперименте.

Технический результат - прогноз площади формирования дистелектазов от общей площади гистологических срезов легкого.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом,

при инфицировании некультивируемыми формами бактерий P. aeruginosa лабораторных животных, при их смерти на 2-е сутки и при показателе циркулирующих иммунных комплексов 24,7±7,25 у.е. прогнозируют формирование дистелектазов, занимающих 31,6±2,5% от общей площади гистологических срезов легкого с развитием ранних проявлений экссудативной стадии диффузного альвеолярного повреждения;

а при инфицировании культивируемыми формами бактерий P. aeruginosa лабораторных животных, при их смерти на 8-е или 9-е и при показателе циркулирующих иммунных комплексов 85,25±2,59 у.е. прогнозируют формирование дистелектазов, занимающих 50,0±2,3% от общей площади гистологических срезов легкого с развитием в легких ранних и поздних проявлений экссудативной стадии диффузного альвеолярного повреждения с признаками системного воспалительного ответа.

Материалом для патоморфологической диагностики патологического процесса в легочной ткани послужила модель инфекционного процесса, вызванная взвесью некультивируемых и культивируемых бактерий P.aeruginosa, выделенных от больных, находящихся на лечении в ожоговом отделении ГБУЗ ТО «Областной клинической больницы № 1» г. Тюмени. Некультивируемые бактерии дифференцированы по методике Л.Б.Козлова с соавт. [Патент RU № 2470074 от 20.12.2012, Бюл. № 35]. Взвесь бактерий вводили подкожно кроликам породы «Советская шиншилла» в концентрации 10⁵ - 10⁶. Всего под наблюдением находилось 52 кролика. У лабораторных животных определяли патоморфологические изменения в легочной ткани и показатели ЦИК в крови.

Некультивируемые бактерии обладали более выраженными патологическими свойствами и вызывали гибель животных на 2-е сутки инфекционного заболевания. Основной причиной молниеносной гибели лабораторных животных послужило развитие ранних проявлений экссудативной стадии ДАП (диффузного альвеолярного повреждения) легких, проявляющееся резким нарушением кровообращения с явлениями альвеолярного отёка легких и формированием дистелектазов. При микроскопическом исследовании легких умерших животных выявлено, что сосуды крупного, среднего, мелкого калибра, капилляры были переполнены кровью. В просветах альвеол наблюдались гемолизированные эритроциты, макрофаги и десквамированные пневмоциты. Наблюдались участки спадения альвеол с формированием дистелектазов, занимающих 31,6±2,5% от общей площади гистологических срезов легкого. Количество ЦИК в крови достигало 24,7±7,25 у.е. (условных единиц). Инфекционный процесс развивался по некультивируемому типу.

Культивируемые бактерии вызывали пролонгированное течение инфекционного процесса с гибелью лабораторных животных на 8-9 сутки болезни. При микроскопическом исследовании легких наблюдались ранние и поздние проявления экссудативной стадии ДАП.

Ранние проявления характеризовались переполнением кровью сосудов крупного, среднего, мелкого калибра и капилляров; скоплением в просвете альвеол свежих эритроцитов, образующих скопления в виде «монетных столбиков» по типу «сладж-синдрома». Наблюдались участки спадения альвеол с формированием дистелектазов, в которых определялись эритроциты по типу кровоизлияний.

Поздние проявления ДАП характеризовались развитием системного воспалительного ответа. При микроскопическом исследовании в стенках бронхов, бронхиол и межальвеолярных перегородках обнаруживалась лимфоцитарная инфильтрация. Вокруг спазмированных бронхиол формировались участки дистелектазов, достигающих 50,0±2,3% от общей площади среза. Количество ЦИК увеличилось до 85,25±2,59 у.е. Развитие инфекционного процесса произошло по культивируемому типу.

Примеры практического использования.

при инфицировании некультивируемыми формами бактерий P. aeruginosa лабораторных животных, при их смерти на 2-е сутки и при показателе циркулирующих иммунных комплексов 24,7±7,25 у.е. прогнозируют формирование дистелектазов, занимающих 31,6±2,5% от общей площади гистологических срезов легкого с развитием ранних проявлений экссудативной стадии диффузного альвеолярного повреждения;

а при инфицировании культивируемыми формами бактерий P. aeruginosa лабораторных животных, при их смерти на 8-е или 9-е и при показателе циркулирующих иммунных комплексов 85,25±2,59 у.е. прогнозируют формирование дистелектазов, занимающих 50,0±2,3% от общей площади гистологических срезов легкого с развитием в легких ранних и поздних проявлений экссудативной стадии диффузного альвеолярного повреждения с признаками системного воспалительного ответа.

Пример 1.

Кролик породы «Советская шиншилла» инфицирован некультивируемыми бактериями P.aeruginosa в концентрации 10⁵ - 10⁶ . При смерти кролика 2-е сутки эксперимента количество ЦИК в крови кролика составило 26 у.е., что находится в диапазоне 24,7±7,25 у.е., поэтому прогнозируют формирование дистелектазов, занимающих 31,6±2,5% от общей площади гистологических срезов легкого с развитием ранних проявлений экссудативной стадии диффузного альвеолярного повреждения

При микроскопическом исследовании в просвете альвеол в большом количестве выявлены белковые массы, отечная жидкость, свежие эритроциты, десквамированные эпителиальные клетки, макрофаги, что соответствовало проявлениям альвеолярного отека легких. Очаги дистелектазов занимали 32,3% от общей пощади среза. Воспалительная инфильтрация практически не выражена. Описанные изменения характерны для ранних проявлений эксудативной стадии ДАП легких с летальным исходом.

На фигуре 1 наблюдается массивное скопление эритроцитов и десквамированных эпителиоцитов в просветах альвеол (Окраска гематоксилином и эозином. Ув.Х400).

У животного на основании биохимических тестов подтверждено развитие инфекционного процесса по некультивируемому типу [Патент RU № 2642327 от 24.01.2018, Бюл. № 3].

Пример 2.

Кролик породы «Советская шиншилла» инфицирован некультивируемыми бактериями P.aeruginosa в концентрации 10⁵ - 10⁶ . При смерти кролика на 2-е сутки эксперимента количество ЦИК в крови кролика составило 29 у.е., что находится в диапазоне 24,7±7,25 у.е., поэтому прогнозируют формирование дистелектазов, занимающих 31,6±2,5% от общей площади гистологических срезов легкого с развитием ранних проявлений экссудативной стадии диффузного альвеолярного повреждения

При исследовании микропрепаратов легких наблюдалось выраженное венозное полнокровие легочных сосудов, пропотевание в просвет альвеол белков и свежих эритроцитов с развитием альвеолярного отека легких. В межальвеолярных перегородках и в очагах дистлелектазов, достигающих 33,2 определялись эритроциты по типу кровоизлияний с признаками геморрагического пропитывания. Выявленные изменения в микропрепаратах соответствуют ранним проявлениям экссудативной стадии ДАП легких с летальным исходом.

На фигуре 2 наблюдаются очаги дистелектазов с геморрагическим пропитыванием (Окраска гематоксилином и эозином. Ув.Х400).

У животного на основании биохимических тестов подтверждено развитие инфекционного процесса по некультивируемому типу [Патент RU № 2642327 от 24.01.2018, Бюл. № 3].

Пример 3.

Кролик породы «Советская шиншилла» инфицирован культивируемыми бактериями P.aeruginosa в концентрации 10⁵ - 10⁶ . При смерти кролика на 8-е сутки эксперимента количество ЦИК в крови кролика составило 86 у.е., что находится в диапазоне 85,25±2,59 у.е., поэтому прогнозируют формирование дистелектазов, занимающих 50,0±2,3% от общей площади гистологических срезов легкого с развитием в легких ранних и поздних проявлений экссудативной стадии диффузного альвеолярного повреждения с признаками системного воспалительного ответа.

При исследовании микропрепаратов легких наблюдалось в сосудах легкого венозный застой, в просветах альвеол частично гемолизированные эритроциты, макрофаги, рассасывание белкового экссудата. В межальвеолярных перегородках, в стенках бронхов и очагах дистелектазов преимущественно лимфоцитарный инфильтрат. Площадь дистелектазов достигла 51% от общей площади среза. Описанные изменения соответствуют сохранившимся ранним и развивающимся поздним проявлениям экссудативной стадии ДАП легких с летальным исходом.

На фигуре 3 наблюдается спазмированная бронхиола, вокруг которой участок дистелектаза, пропитанный лимфоцитарным инфильтратом (Окраска гематоксилином и эозином. Ув.Х400).

У животного на основании биохимических тестов подтверждено развитие инфекционного процесса по культивируемому типу [Патент RU № 2642327 от 24.01.2018, Бюл. № 3].

Изобретение относится к медицине, а именно к иммунологической диагностике, и может быть использовано для прогнозирования инфекционного процесса, вызванного культивируемыми и некультивируемыми бактериями Pseudomonas aeruginosa, в эксперименте. Лабораторным животным вводят культуру бактерий P. aeruginosa в концентрации 10⁵-10⁶. При смерти лабораторных животных на 2-е сутки и при показателе циркулирующих иммунных комплексов 24,7±7,25 условных единиц (у. е.) определяют инфекционный процесс, вызванный инфицированием некультивируемыми формами бактерий P. aeruginosa, и прогнозируют формирование дистелектазов, занимающих 31,6±2,5% от общей площади гистологических срезов легкого с развитием ранних проявлений экссудативной стадии диффузного альвеолярного повреждения. При смерти лабораторных животных на 8-е или 9-е сутки и при показателе циркулирующих иммунных комплексов 85,25±2,59 у. е. определяют инфекционный процесс, вызванный инфицированием культивируемыми формами бактерий P. aeruginosa, и прогнозируют формирование дистелектазов, занимающих 50,0±2,3% от общей площади гистологических срезов легкого с развитием в легких ранних и поздних проявлений экссудативной стадии диффузного альвеолярного повреждения с признаками системного воспалительного ответа. Способ обеспечивает возможность прогнозирования инфекционного процесса, вызванного культивируемыми или некультивируемыми бактериями P. aeruginosa, в эксперименте, а также возможность прогнозирования площади формирования дистелектазов от общей площади гистологических срезов легкого за счет определения времени смерти лабораторных животных и показателя циркулирующих иммунных комплексов в крови животных. 3 ил., 3 пр.

Способ прогнозирования инфекционного процесса, вызванного культивируемыми и некультивируемыми бактериями Pseudomonas aeruginosa, в эксперименте, характеризующийся тем, что лабораторным животным вводят культуру бактерий P. aeruginosa в концентрации 10⁵-10⁶,

и при смерти лабораторных животных на 2-е сутки и при показателе циркулирующих иммунных комплексов 24,7±7,25 условных единиц (у. е.) определяют инфекционный процесс, вызванный инфицированием некультивируемыми формами бактерий P. aeruginosa, и прогнозируют формирование дистелектазов, занимающих 31,6±2,5% от общей площади гистологических срезов легкого с развитием ранних проявлений экссудативной стадии диффузного альвеолярного повреждения;

а при смерти лабораторных животных на 8-е или 9-е сутки и при показателе циркулирующих иммунных комплексов 85,25±2,59 у. е. определяют инфекционный процесс, вызванный инфицированием культивируемыми формами бактерий P. aeruginosa, и прогнозируют формирование дистелектазов, занимающих 50,0±2,3% от общей площади гистологических срезов легкого с развитием в легких ранних и поздних проявлений экссудативной стадии диффузного альвеолярного повреждения с признаками системного воспалительного ответа.