Способ прогнозирования инфекционного процесса, вызванного культивируемыми и некультивируемыми бактериями Pseudomonas aeruginosa, в эксперименте

Название	Способ прогнозирования инфекционного процесса, вызванного культивируемыми и некультивируемыми бактериями Pseudomonas aeruginosa, в эксперименте
Разработчик (Авторы)	Сахаров Сергей Павлович, Фролова Ольга Игоревна, Молокова Ольга Александровна, Молокова Анастасия Александровна, Козлов Леонид Борисович
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2817665
Дата регистрации	17.04.2024
Правообладатель	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации
Область применения (класс МПК)	G01N 33/53 (2006.01) G09B 23/28 (2006.01) G01N 33/564 (2006.01) C12R 1/385 (2006.01)

Описание изобретения

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].

Формула изобретения

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.

Изобретение "Способ прогнозирования инфекционного процесса, вызванного культивируемыми и некультивируемыми бактериями Pseudomonas aeruginosa, в эксперименте" (Сахаров Сергей Павлович, Фролова Ольга Игоревна, Молокова Ольга Александровна, Молокова Анастасия Александровна, Козлов Леонид Борисович ) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога