Глава VI Лабораторная диагностика ботулизма

Глава VI
Лабораторная диагностика ботулизма

Лабораторная диагностика преследует цель обнаружить ботулинический токсин или возбудителя ботулизма в материалах, взятых от больного (кровь, рвотные массы, промывные воды желудка, кал и др.) или в органах из трупа (печень, желудок и кишечник с содержимым), а также в пищевых продуктах, которые вызвали отравление. При этом важно установить не только присутствие токсина или микроба, но и определить их тип, чтобы подтвердить клинический диагноз, назначить правильное лечение.

Быстрая и точная лабораторная диагностика ботулизма важна для начала раннего специфического лечения, для профилактики ботулизма у лиц, употреблявших продукты, которые вызвали отравление, а также для изучения эпидемиологии ботулизма. Чем быстрее при лабораторных наследовалиях крови, выделений больных и пищевых продуктов, послуживших причиной отравления, будет обнаружен ботулинический токсин и определен его тип, тем раньше больному будет введена типоспецифическая противоботулиническая сыворотка.

Материал для исследования, отбор проб

Во всех случаях заболевания с симптомами, характерными для ботулизма, исследуют промывные воды желудка, рвотные массы, кал и кровь.

Кровь от больного необходимо брать до введения ему лечебной сыворотки в количестве 6-8 мл из вены в стерильную пробирку. Для лучшего формирования сгустка кровь нужно обвести по стенкам пробирки капилляром пастеровской пипетки, после чего выдержать в термостате 20 минут. Кровь можно брать также с 4% раствором лимоннокислого натрия в соотношении 3 : 1.

Промывные воды желудка берутся в объеме 50-100 мл, а кал - в количестве 50-60 г в стеклянные банки, закрывающиеся резиновыми или корковыми пробками; консервирующие вещества добавлять нельзя. На банки с пробками наклеиваются этикетки: какой материал посылается, от кого взят и дата взятия материала. Банки при транспортировке должны быть тщательно упакованы. В сопроводительном документе необходимо указать фамилию, имя, отчество и возраст пострадавшего, дату заболевания, предполагаемый диагноз, кратко клинические симптомы, дату взятия пробы и подпись лица, направляющего материал.

Материал, подлежащий исследованию, должен храниться на холоде, так как ботулинический токсин частично разрушается при комнатной температуре.

Из трупов на исследование необходимо брать кусочек печени весом 50-60 г, обрезки тонкого кишечника и желудка с содержимым, кровь (8-10 мл). Пробы из органов берут в стерильных условиях: поверхность органа прижигается раскаленным шпателем и затем стерильными ножницами из глубины вырезается кусочек органа. Пробы из каждого органа берутся в отдельные банки, закрытые пробками или крышками.

Сырье и готовую продукцию на предприятиях консервной промышленности проверяют на наличие возбудителей ботулизма согласно действующей "Инструкции о порядке санитарно-технического контроля производства консервов", утвержденной Министерством здравоохранения СССР от 28 ноября 1963 г. N 456-63.

Лабораторно проверяются на содержание возбудителя и токсина ботулизма также продукты, остатки продукта после употребления при всех случаях пищевых отравлений с симптомами, напоминающими ботулизм, даже при легких формах клинического течения, а также при всех случаях тяжелых пищевых отравлений наряду с исследованиями на сальмонеллы, стафилококки и группу Cl. perfringens.

Следует иметь в виду, что пищевые продукты, вызвавшие отравление и зараженные возбудителем ботулизма, часто бывают не изменены по виду, запаху и вкусу. Иногда отмечается специфический запах прогорклого масла. Банки с консервами могут быть вздуты ("бомбаж").

Материал для исследования берется с соблюдением условий стерильности в стеклянную посуду и закрывается плотно пригнанными стеклянными, резиновыми, корковыми или завинчивающимися пробками. Твердые объекты могут пересылаться завернутыми в несколько слоев вощаной или пергаментной бумаги.

При отсутствии стерильной посуды образцы отбирают в любые банки после предварительного 15-минутного кипячения их. Материал для исследования берут в количестве не менее 100 г. По возможности следует брать несколько проб из различных мест.

При невозможности отбора образцов в рекомендованных количествах выемка проб может производиться и в меньших количествах. К взятым пробам нельзя добавлять консервирующие вещества.

На пробы наклеивают этикетки, пробы нумеруют, опечатывают и тщательно упаковывают. Пересылка проб должна производиться в кратчайший срок и материал до исследования должен сохраняться на холоде.

Бактериологическое исследование

Пробы, поступившие в лабораторию, исследуются одновременно по двум направлениям: производится обнаружение ботулинических токсинов и выделение ботулинических микробов. Одновременно эти же пробы должны исследоваться на группу Cl. perfringens.

Обнаружение ботулинических токсинов

Промывные воды желудка при наличии в них комочков пищи растираются в стерильной ступке. Две трети этой растертой пробы предназначаются для обнаружения ботулинических токсинов, одна треть - для выделения ботулинических микробов.

Первую часть растертой пробы выдерживают при комнатной температуре 1-1 1/2 часа для экстрагирования. Затем экстрат фильтруют через ватно-марлевый фильтр или центрифугируют при 3000 оборотах в минуту (об/мин) в течение 15-20 минут. Полученный фильтрат или центрифугат используется для постановки реакции нейтрализации.

Цитратная кровь или сыворотка крови больного без предварительного разведения исследуется на наличие ботулинических токсинов с помощью реакции нейтрализации, причем цитратную кровь можно вводить мышам только внутрибрюшинно.

Для обнаружения токсинов в испражнениях больного кал берется в количестве 10-15 г, растирается в стерильной ступке с двойным объемом физиологического раствора и выдерживается при комнатной температуре в течение 1-1 1/2 часов для экстрагирования токсинов. Затем жидкость фильтруется через ватно-марлевый фильтр или центрифугируется и используется для постановки реакции нейтрализации. Экстраты из органов трупа приготовляются аналогично.

Реакция нейтрализации

Для обнаружения токсина следует взять 4 мышей весом 16-18 г. В связи с тем, что в исследуемом материале может быть один из известных типов ботулинических токсинов, то предварительную реакцию необходимо ставить со смесью противоботулинических диагностических сывороток типов А, В, С, Е, F.

Двум мышам вводится исследуемый фильтрат или центрифугат в количестве 0,5-0,8 мл. внутрибрюшинно или внутривенно в хвостовую вену (внутривенно вводится только центрифугат). Другой паре вводится смесь, состоящая из 0,5-0,8 мл испытуемого материала и 0,2 мл смеси диагностических моновалентных противоботулических сывороток типов А, В, С, Е, F (по 0,04 мл сыворотки каждого типа). С этой целью выпускаются сухие типоспецифические диагностические сыворотки, титр которых должен быть в пределах:

	для	типа	А - 200-400 ME
	"	"	В - 100-200 ME
	"	"	С - 200-300 МЕ
	"	"	Е - 200-400 ME
	"	"	F*(3) - 50-100 ME

Доза сыворотки, которая рекомендуется для реакции нейтрализации, как правило, обеспечивает нейтрализацию гомологического токсина в исследуемой пробе, ибо в организме и выделениях больных, а также экстрактах из пищевых продуктов очень сильные токсины почти не встречаются.

Нельзя пользоваться для целей диагностики лечебными противоботулиническими сыворотками.

Перед введением смесь испытуемого материала и сывороток выдерживается при комнатной температуре в течение 30 минут. Количество исследуемого материала, вводимого животным с сывороткой и без сыворотки, должно быть одинаковым. Наблюдение за животными ведется в течение 4 дней, однако, если мыши болеют или погибают раньше этого срока, то тут же ставится реакция нейтрализации с моновалентными сыворотками.

Следует помнить, что ботулинический токсин не дает молниеносной гибели (в течение нескольких минут или секунд).

При наличии ботулинического токсина погибают две мыши, которым вводился не смешанный с сыворотками фильтрат, остальные остаются живы.

Обычно картина болезни и гибели мышей очень характерна: появляется учащенное дыхание, состояние полного расслабления мышц, западение мышц брюшной стенки ("осиная талия"), параличи и судороги перед смертью.

В случае гибели всех 4 мышей, т.е. тех, которым был введен фильтрат без сыворотки и с сывороткой, следует повторить реакцию нейтрализации с экстрактами, разведенными в 5, 10, 20 и даже 100 раз. При разведении экстрактов посторонняя микрофлора теряет способность убивать мышей, а ботулинические токсины, обладая обычно большей биологической активностью, будут вызывать гибель мышей даже при разведении фильтров (экстрактов).

Вместо мышей для реакции нейтрализации могут быть использованы морские свинки весом 250-300 г. Одной из них вводят подкожно или внутрибрюшинно 0,5 мл смеси сывороток А, В, С, Е, F и 3 мл испытуемого фильтрата (или центрифугата), контрольной свинке вводят 3 мл испытуемого материала.

В случае обнаружения в пробе ботулинического токсина сразу же ставится развернутая реакция нейтрализации для определения типа токсина с типоспецифичесиими диагностическими сыворотками. В 6 пробирок разливают по 2, 4 мл исследуемого фильтрата, затем в каждую пробирку добавляют по 0,6 мл сыворотки: в первую пробирку сыворотку типа А, во вторую - типа В, в третью - типа С, в четвертую- типа Е, в пятую - типа F и в шестую приливают 0,6 мл физиологического раствора. Смесь после 30 минут выдерживания при комнатной температуре вводят внутривенно или вдутрибрюшинно по 1 мл двум мышам из каждой пробирки (см. типовой протокол).

Для каждой сыворотки берется отдельный шприц. Учет результатов проводится через 4-6 часов, 24 часа и далее на протяжении 4 дней. При наличии ботулинического токсина выживают мыши, получившие смесь токсина и гомологической сыворотки, при гибели всех остальных мышей. Тип сыворотки, нейтрализующей токсин, указывает на типовую принадлежность токсина.

Типовой протокол постановки развернутой реакции нейтрализации

N пробирки	Исследуемый материал	Антиботулинические сыворотки					Физиологич. р-р
		тип А	тип В	тип С	тип Е	тип Г
1	2,4 мл	0,6 мл	-	-	-	-	-
2	2,4	"	0,6 мл	-	-	-	-
3	2,4	"	-	0,6 мл	-	-	-
4	2,4	"	-	-	0,6 мл	-	-
5	2,4	"	-	-	-	0,6 мл	-
6	2,4	"	-	-	-	-	0,6 мл

Например, если гибнут все мыши, кроме тех, которым введено содержимое пробирки N 1, то в исследуемом материале будет установлен токсин типа А.

Особое внимание нужно обратить на постановку реакции нейтрализации с сывороткой больного, так как обычно ее бывает мало. Следует тщательно отделить сыворотку от сгустка крови (сгусток крови необходимо посеять, так как при ботулизме можно обнаружить в крови палочку ботулизма) и с сывороткой поставить реакцию нейтрализации. В этом случае можно сразу поставить развернутую реакцию нейтрализации с моновалентными ботулиническими сыворотками типов А, В, Е (остальные типы ботулизма встречаются очень редко). Для этого в три пробирки поровну разливают всю сыворотку больного, а затем в первую пробирку добавляют диагностическую сыворотку типа А - 0,4 мл, во вторую - типа В, в третью - типа Е. Все содержимое каждой пробирки вводят поровну двум мышам. Например, если в каждую пробирку налили по 1,8 мл сыворотки больного, а затем по 0,4 мл диагностической сыворотки, всего в пробирке будет 2,2 мл смеси. Эту смесь вводят внутривенно или внутрибрюшинно мышам по 1 мл (0,2 мл останется на стенках пробирки). Выжившие мыши укажут на тип токсина в крови больного; контролем будут павшие мыши, которым была введена сыворотка больного в смеси с диагностической ботулинической сывороткой других типов.

При получении положительной реакции нейтрализации с диагностическими ботулиническими сыворотками дается заключение о наличии в исследуемом материале ботулинического токсина и указывается его тип.

В настоящее время установлено, что противоботулиническая сыворотка типа Е в известной мере нейтрализует и ботулинический токсин типа F. При получении положительной реакции с противоботулинической сывороткой типа Е следует дополнительно провести дифференциальную диагностику: необходимо определить, относится ли обнаруженный токсин к типу Е или к типу F. Для этого следует поставить реакцию нейтрализации на мышах параллельно с двумя противоботулиническими диагностическими сыворотками типа Е и типа F. Для этого в три пробирки наливают по 2,4 мл испытуемого экстракта, а затем в первую пробирку наливают 0,6 мл диагностической сыворотки типа Е, во вторую - 0,6 мл типа F, в третью, контрольную - 0,6 мл физиологического раствора. Если мыши погибают только в контроле и с сывороткой типа Е, то в экстракте имеется токсин типа F, если же погибают наряду с контролем и мыши, которым введена смесь с сывороткой типа F, а выживают только мыши с сывороткой Е, то в экстракте токсин типа Е.

Обнаружение возбудителей ботулизма

Для обнаружения возбудителей ботулизма производится посев на жидкие питательные среды. Для первичных посевов лучше использовать казеиново-грибную среду, бульон Хоттингера или пепсин-пептонный бульон с 0,5% глюкозы (см. среды для анаэробов)*(4). Необходимо, чтобы рН был в пределах 7,2-7,4. Обязательным является также наличие в мясных средах мясного или печеночного фарша, а в казеиново-грибной среде - отварного пшена и ваты.

Для выделения возбудителей ботулизма наиболее подходящей средой является мясная среда типа Тароцци. На казеиново-грибной среде все типы возбудителей ботулизма также дают хороший рост и продуцируют токсины значительной силы.

Посевы должны производиться в среды в больших пробирках или во флаконах емкостью по 100-200 мл, залитые слоем вазелинового масла толщиной 0,5 см. Следует особенно помнить о том, что засевать исходный посевной материал следует в большой объем среды (70,0-150 мл), чтобы культуральной жидкости первичного посева хватило на все исследования (постановка реакции с поливалентной сывороткой и развернутой реакции нетрализации, нередко с двух или трехкратным повторением). Последующие пересевы исследуемых проб из первичного посева в те же жидкие питательные среды могут не дать токсинообразования в среде, по-видимому, из-за бурного роста посторонней микрофлоры. Посев следует производить в четыре флакона, один из которых прогревают после посева при 60° 15 минут (в этих условиях прогревания обычно погибают аэробы и вегетативные формы анаэробов, но сохраняются споры Cl. botulinum типа Е, которые погибают при 80°), другой прогревают при 80° 20 минут. Два флакона после посева не прогревают. После этого все флаконы помещают в термостат: один непрогретый флакон и флакон, прогретый при 60°, инкубируют при 28°, другой непрогретый флакон и флакон, прогретый при 80°, инкубируют при 35-37°. Последние два флакона исследуют на Cl. botulinum типов А, В, С.

Если в исследуемом материале возбудители ботулизма находятся преимущественно в вегетативной форме, то рост в посевах будет, главным образам, в непрогретых флаконах. В том же случае, если в материале имеются споровые формы, рост будет в прогретых флаконах и в отдельных случаях может сразу привести к выделению чистой культуры из такого посева. После посева все исходные образцы проб следует сохранять на леднике до окончания исследования. Через 48 часов после появления роста посевы исследуются на наличие возбудителей ботулизма.

В настоящее время есть сообщение зарубежных ученых о том, что для выявления Cl. botulinum типа Е в среду следует добавлять трипсин до конечной концентрации 0,1%. В опытах этих исследователей процент выявления возбудителя ботулизма типа Е из почвы увеличился на среде с трипсином до 74% исследуемых проб, в то время как исследование этих проб на среде без трипсина дало положительный результат лишь в 17% проб

Так как для таких исследований требуется трипсин в довольно больших количествах, его можно заменить эквивалентным количеством панкреатина. Кроме того, такие среды можно брать в пробирках с объемом среды 15-20 мл. Трипсин следует готовить в виде 1% раствора, стерилизовать путем фильтрации через стерилизующие пластины фильтра Зейтца и добавлять во флаконы, которые будут инкубироваться при 28°, из расчета 1 мл 1% раствора трипсина на 10 мл среды после прогрева при 60° 15 минут.

Рост возбудителя ботулизма характеризуется нередко сильным газообразованием и иногда протеолизом кусочков печени или фарша. Стерильно взятые из таких флаконов пробы (10-15 мл) подвергаются исследованию. Прежде всего готовят мазки, красят их по Граму или краской для анаэробов и микроскопируют.

С культуральной жидкостью ставится реакция нейтрализации с поливалентной противоботулинической сывороткой типов А, В, С, Е и F. При получении положительных результатов реакцию нейтрализации ставят с каждой сывороткой раздельно. Если через двое суток во флаконах не обнаружен рост, то необходимо продолжать инкубацию в термостате, а исследование повторить на 4-6-10-е сутки. При обнаружении в исследуемом посеве палочек, типичных по морфологии для Cl. botulinum, а также ботулинического токсина дается заключение о зараженности исследуемого материала возбудителем ботулизма. Выделение чистой культуры в таком случае не является обязательным.

Если же в посевах обнаруживаются микробы, по морфологии сходные с Cl. botulinum, а токсин отсутствует, следует провести активацию культуральной жидкости панкреатином или трипсином по описанной ниже методике для обнаружения ботулинического токсина, а также провести выделение и изучение чистой культуры. Активацию культуральной жидкости перед постановкой реакции нейтрализации с противоботулинической сывороткой проводят только в том случае, если в среду перед высевом не был добавлен трипсин или панкреатин, как это рекомендовано выше.

Исследование пищевого продукта

Исследуемый продукт в количестве 25-30 г тщательно растирается в стерильной ступке с физиологическим раствором или с дистиллированной водой в том случае, если продукт соленый (материал легче растирается в присутствии стерильного кварцевого песка). В зависимости от характера (плотности) продукта берется равное или двойное количество физиологического раствора или дистиллированной воды по отношению к весу пробы.

Из растертой пробы 2/3 объема используется для обнаружения ботулинических токсинов и 1/3 - для выделения возбудителей ботулизма.

Та часть пробы, которая исследуется на наличие токсинов, выдерживается в течение 1 - 1 1/2 часов при комнатной температуре для экстрагирования токсинов, фильтруется через ватно-марлевый фильтр или центрифугируется при 2500-3000 об/мин в течение 15-20 минут. Фильтрование через тальковый фильтр недопустимо, так как тальк адсорбирует на себе ботулинические токсины.

Для обнаружения ботулинических токсинов с полученными фильтратами или центрифугатами ставится реакция нейтрализации токсина антитоксической сыв