РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2008, том 48, № 1, с. 87-91
КОМБИНИРОВАННЫЕ ^^^^^^^^^^^^^^ ВОЗДЕЙСТВИЯ
УДК [599:539.1.047]: 57.042
ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ АТТЕНУИРОВАННОГО ШТАММА Franeisella tularensis НА РАЗВИТИЕ ЛУЧЕВОГО ПОРАЖЕНИЯ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ АНТИБАКТЕРИАЛЬНОЙ ТЕРАПИИ ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ ДЕЙСТВИИ РАДИАЦИИ И ВИРУЛЕНТНОГО ШТАММА ЭТОЙ ИНФЕКЦИИ
© 2008 г. В. С. Нестеренко1*, И. С. Мещерякова2, Н. П. Савина1, Е. М. Яценко1, М. И. Кормилицына2, Л. А. Моисеева1, И. Л. Хакаш1
1 ГУ Медицинский радиологический научный центр РАМН, Обнинск 2 ГУ Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи РАМН, Москва
Работа посвящена исследованиям применения живых вакцинных и вирулентных штаммов туляремии у белых мышей, подвергнутых общему воздействию у-излучения в дозах 1 и 4 Гр, и эффективности лечения рифампицином. Полученные результаты свидетельствуют о том, что наиболее опасно введение эталонного вакцинного штамма № 15 НИИЭГ F. tularensis в разгар лучевой болезни при сублетальном облучении и о существенном нивелировании влияния инфекции, развившейся под влиянием вирулентного штамма F. tularensis № 503/874, посредством антибактериальной терапии.
Радиационное воздействие, туляремия, рифампицин.
Начало XXI века омрачено продолжающимися локальными вооруженными конфликтами в разных странах и неуклонным ростом террористических актов. В этой связи не исчезает угроза возможности использования оружия массового поражения [1, 2]. Данное обстоятельство определяет необходимость детальной разработки вопросов воздействия на организм ядерного и биологического оружия [3, 4]. В отечественной и зарубежной литературе растет интерес к этой проблеме [5-9].
Известно, что в развитии комплекса повреждений при острой лучевой болезни организма большую роль играют иммунологические нарушения, которые могут потенцировать эффекты биологического оружия [10-12]. Влияние радиации на иммунную систему хорошо изучено и изложено в руководствах и учебных пособиях [13, 14]. Симптоматика влияния ионизирующих излучений связана главным образом с повреждением естественных барьеров, ограничивающих внутреннюю среду организма, и усилением биологической агрессии, а также повреждением лимфоцитов, клеток-предшественников иммуноцитов и клеток, вовлекаемых в иммунный ответ, что делает организм беззащитным перед биологической агрессией как внутренней, так и внешней.
* Адресат для корреспонденции: 249036 Обнинск, Калужская обл., ул. Королева, 4, ГУ МРНЦ РАМН; тел.: (48439) 7-47-98, 7-40-69; факс: (495) 956-14-40; e-mail: nestor@mrrc. obninsk.ru.
В этих условиях особенно большую опасность в сравнении с риском развития инфекции среди необлученной популяции представляет применение штаммов микроорганизмов с потенциально высокой вирулентностью и возможностью взаимного усиления патогенетических явлений [15-18]. Однако работ, посвященных данной проблеме, очень мало. В частности, остаются недостаточно изученными вопросы влияния различных доз ат-тенуированных и вирулентных штаммов Б. Ш1а-геш1з на течение пострадиационного процесса и возможности применения эффективных мер, препятствующих развитию инфекционного процесса [19, 20].
В этой связи цель настоящей работы - изучение комбинированного воздействия на организм радиации и вакцинных штаммов туляремии, введенных в различные периоды лучевого поражения организма, выявление особенностей развития процесса в зависимости от дозы заражения, а также исследование влияния облучения в сублетальных дозах на эффективность антибиотикотера-пии при экспериментальной туляремии.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Для достижения поставленной цели было необходимо проведение экспериментальных исследований на базе двух научно-исследовательских учреждений: в лаборатории МР и НЭ ГУ МРНЦ
РАМН (г. Обнинск) и лаборатории туляремии ГУ НИИЭМ РАМН (г. Москва).
Проведены три серии опытов на 206 беспородных белых мышах-самках массой 18-20 г. Исследования серии I осуществлены на 90 мышах, которые были разделены на три группы по 30 особей в каждой. Животные 1-й и 2-й групп были подвергнуты однократному общему воздействию у-излучением 60Со на установке "Луч" (Россия) в дозах 1 и 4 Гр при мощности дозы - 2.5 сГр/с. 3-я группа служила контролем (ложно облученные животные).
Через 5 сут после радиационного воздействия мышам всех трех групп вводили подкожно эталонный вакцинный штамм № 15 НИИЭГ F. tula-rensis, обладающий высоким уровнем "остаточной вирулентности" для этих животных. Применяли следующие дозы живых туляремийных клеток, рассчитанных по высеву на питательную среду: 3.2 х 101; 3.2 х 102; 3.2 х 103 по общепринятой методике. На каждую дозу использовали по 10 животных. Наблюдение вели в течение 20 сут после введения вакцины, отмечая сроки гибели мышей.
Исследования серии II проведены на 80 мышах, которые были разделены на две группы по 40 особей в каждой. Животные 1-й группы были облучены в дозе 4 Гр; 2-я группа служила контролем (ложно облученные животные). Через 26 сут после облучения (период восстановления) мышам вводили подкожно следующие дозы туляремийных клеток вакцинного штамма № 15 НИИЭГ F. tularensis: 1.5 х 101; 1.5 х 102; 1.5 х 103 и 1.5 х 104 (по 10 животных на каждую дозу в обеих группах). Наблюдение за животными вели в течение 20 сут после инъекций, отмечая сроки их гибели.
Опыты серий I и II выполнены с трехкратным повторением при соответствующей численности животных.
В исследованиях серии III, которые выполнены на 36 мышах, использовали вирулентный штамм F. tularensis № 503/874 (с известной для этого штамма DCL100) с целью создания экспериментальной туляремии. Животные были разделены на три группы (по 12 особей в каждой): 1-я и 2-я - опытные, 3-я - контрольная. 1-я и 2-я группы мышей была подвергнуты облучению в дозе 4 Гр (условия облучения см. выше), 3-я группа оставалась необлученной. Через 5 сут после облучения мышей 1-й, 2-й и одновременно 3-й (контрольной) групп заражали вирулентным штаммом F. tularensis подкожно в дозе 3 х 101 бактериальных клеток.
Для лечения животных в опытах серии III применяли рифампицин ("Рифампицин-Ферейн", сер. 140805; активность антибиотика 486 мкг/мг). Антибиотик растворяли в 96%-ном этиловом спирте
с последующим добавлением после растворения дистиллированной воды (1 : 10). Ранее было установлено терапевтическое действие рифампицина при экспериментальной туляремии, отработаны схемы лечения, дозы, время начала лечения и длительность курса для достижения наилучшего терапевтического эффекта. Рифампицин вводили перорально животным 1-й и 3-й групп через
4 ч после заражения. Ежедневная доза введения -
5 мг антибиотика (в 0.5 мл) на одно животное. Курс лечения животных 7 сут. Мыши 2-й группы получали раствор спирта в дистиллированной воде в том же соотношении и в те же сроки. Наблюдение за животными вели в течение 21 сут после заражения с регистрацией сроков гибели.
Результаты исследований обработаны статистически с использованием i-критерия Стьюдента .
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты исследования серии I, представленные в табл. 1, свидетельствуют об утяжелении течения лучевой болезни у животных, подвергнутых облучению в дозе 1 и 4 Гр и введению различных доз вакцинных штаммов туляремии в начальный период разгара заболевания. Это выражается в большем числе погибших животных в более ранние сроки наблюдения от возрастающих доз инфекционного агента в сравнении с необлучен-ными группами. Влияние вакцины на течение пострадиационного процесса при облучении в дозе 1 Гр менее заметно: лишь к 8-м сут отмечена массовая гибель животных при введении наименьшей дозы бактерий. Различия с контрольными группами в гибели животных статистически достоверны и при другой дозе в этот срок. Однако при этом зарегистрирована гибель в более ранние сроки наблюдения.
В экспериментах серии II (табл. 2) выявлена гибель облученных животных в дозе 4 Гр на 6-е сут после заражения в дозах 1.5 х 103 и 1.5 х 104 клеток. Достоверные различия по количеству погибших животных были обнаружены после заражения в более низких дозах (1.5 х 101 и 1.5 х 102 клеток) только на 8-е и 9-е сут. В последующие сроки гибели различия между облученными и контрольными животными оказались статистически недостоверными. Следовательно, введение вакцины в различных дозах через 26 сут после сублетального облучения (4 Гр) отягощает течение "вакцинального" процесса и замедляет восстановление от лучевой болезни.
Утяжеление течения лучевой болезни при введении в организм вакцинных штаммов туляремии в период разгара и восстановления послужило основанием для проведения исследований эффективности антибактериальной терапии рифампи-цином в серии III (табл. 3). Существенное влияние
Таблица 1. Гибель белых мышей после введения F. tularensis в начальный период после лучевого поражения (M ± m)
Доза
Процент животных, погибших в указанные сроки после заражения туляремией, сут
туляре-мийных Облучение, 1 Гр Облучение, 4 Гр
клеток 6 7 8 9 11 6 7 8 9
3.2 х 103 3.2 х 102 3.2 х 101 40 ± 3 10 ± 1 0 30 ± 1 40 ± 1 0 30 ± 3* 50 ± 2* 72 ± 2* 0 0 20 ± 1 0 0 8 ± 2 70 ± 2* 50 ± 2* 0 30 ± 2 32 ± 2* 62 ± 3* 0 10 ± 2 33 ± 2 0 8 ± 1* 5 ± 1*
Доза туляре-мийных
Процент животных, погибших в указанные сроки после заражения туляремией, сут
Без облучения
клеток 5 6 7 8 9 10 11 13
3.2 х 103 0 50 ± 3 30 ± 3 10 ± 2 0 0 0 10 ± 1
3.2 х 102 10 ± 1 42 ± 2 10 ± 2 10 ± 1 0 18 ± 2 0 10 ± 1
3.2 х 101 0 0 12 ± 2 40 ± 2 23 ± 1 0 13 ± 2 12 ± 1
* р < 0.05 в сравнении с показателями контрольной необлученной группы в этот же срок после заражения туляремией.
Таблица 2. Гибель белых мышей после введения F. tularensis в период восстановления после лучевого поражения (M ± m)
Доза
Процент животных, погибших в указанные сроки после заражения туляремией, сут
туляре-мийных Облучение, 4 Гр Без облучения
клеток 4.5 6 7 8 9 10 11,5 6 7 8 9 10 10.5
1.5 х 104 1.5 х 103 1.5 х 102 1.5 х 101 12 ± 2 0 0 0 56 ± 2* 42 ± 2* 0 0 32 ± 3 53 ± 2 0 0 0 0 80 ± 2* 50 ± 2* 0 5 ± 1 20 ± 2* 31 ± 1* 0 0 0 10 ± 2 0 0 0 9 ± 2 33 ± 2 22 ± 1 0 0 38 ± 2 57 ± 2 38 ± 2 40 ± 1 29
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.