Введение

Вид бактерии Haemophilus influenzae (ранее называемый палочкой Пфайффера или Bacillus influenzae) – грамотрицательная, неподвижная, коккобациллярная, факультативно анаэробная, капнофильная патогенная бактерия семейства Pasteurellaceae. Бактерии мезофильны и лучше всего растут при температурах от 35 до 37 °C. H. influenzae впервые был описан в 1893 году Ричардом Пфайффером во время пандемии гриппа, когда он ошибочно идентифицировал её как возбудителя, из-за чего бактерия получила название "influenzae". H. influenzae является причиной широкого спектра локальных и инвазивных инфекций, как правило, у младенцев и детей, включая пневмонию, менингит или инфекции кровотока. Лечение заключается в применении антибиотиков; однако H. influenzae часто проявляет устойчивость к пенициллинам, но амоксициллин/клавуланат может быть использован при легких формах заболевания. Серотип B H. influenzae долгое время был основной причиной менингита у младенцев и маленьких детей, часто приводя к глухоте и умственной отсталости. Однако разработка в 1980-х годах вакцины, эффективной для этой возрастной группы (вакцина против гемофильной инфекции типа b), практически устранила эту проблему в развитых странах. Этот вид стал первым организмом, геном которого был полностью секвенирован.

Структура

H. influenzae – это небольшая грамотрицательная бактерия размером примерно от 0,3 до 1 микрометра. Как и другие грамотрицательные бактерии, H. influenzae имеет тонкий слой пептидогликана, окруженный внешней мембраной, содержащей липополисахарид. Некоторые типы H. influenzae содержат полисахаридную капсулу вокруг внешней мембраны, способствующую защите и колонизации. Бактерии плеоморфны, то есть их форма изменчива, однако обычно они имеют форму коккобацилл или палочек. H. influenzae содержит пили, специализирующиеся на прикреплении к слизистой оболочке носоглотки человека. В отличие от пилей E. coli, пили H. influenzae устойчивы к разматыванию, что обеспечивает более прочную адгезию и препятствует их вымыванию при кашле или чихании. Небольшое количество нетипируемых, или неинкапсулированных, H. influenzae используют различные механизмы прикрепления, такие как пили, адгезины или белки Hia и Hap. Несмотря на наличие пилей, бактерии не используют их для традиционного движения или подвижности и по-прежнему считаются неподвижными. Клеточная стенка бактерии H. influenzae содержит различные белки, называемые автотранспортерами, необходимые для адгезии и формирования колоний. H. influenzae предпочитает связываться со слизистыми оболочками или нересничным эпителием, что облегчается автотранспортерами HapS в клеточной стенке, связывающимися с неизвестными рецепторами в эпителии. Автотранспортеры HapS также способствуют образованию микроколоний бактерий. Эти микроколонии, вероятно, ответственны за формирование различных биопленок в организме, например, при инфекциях среднего уха или легких. Эти белки являются мишенями для пенициллина и других бета-лактамных антибиотиков, которые связываются с PBPs, отсюда и их название. Некоторые устойчивые к антибиотикам изоляты H. influenzae содержат модифицированные PBPs, устойчивые к действию бета-лактамов, благодаря выработке бета-лактамаз, разрушающих эти антибиотики. Эта устойчивость, вероятно, обусловлена мутацией N526K или заменой R517H в сочетании с другой, пока неизвестной мутацией. Замена R517H сама по себе не снижает аффинность к пенициллину и, следовательно, не может вызывать устойчивость в одиночку.

Серотипы

Изоляты H. influenzae первоначально характеризовались как инкапсулированные (имеющие внеклеточный слой полисахаридов, бактериальную капсулу) или неинкапсулированные. Инкапсулированные штаммы были дополнительно классифицированы на основе иммунного ответа на тип полисахаридов в их капсуле. Шесть общепризнанных типов инкапсулированных H. influenzae: a, b, c, d, e и f. H. influenzae типа b, также известный как Hib, является наиболее распространенной формой, идентифицируемой по своей капсуле полирибозилрибитолового фосфата (PRP), и в основном встречается у детей. Типы a, e и f выделяются редко, в то время как типы d и c изолируются крайне редко. Неинкапсулированные штаммы генетически более разнообразны, чем инкапсулированные. Неинкапсулированные штаммы обозначаются как нетипируемые (NTHi), поскольку у них отсутствуют капсульные серотипы; однако в настоящее время все изоляты H. influenzae могут быть классифицированы с помощью мультилокусного секвенирования и других молекулярных методов. Большинство штаммов NTHi рассматриваются как часть нормальной микрофлоры человека в верхних и нижних дыхательных путях, гениталиях и конъюнктивах (слизистых оболочках глаза). H. influenzae обнаруживается как в аэробных, так и в анаэробных условиях, а также в средах с различным pH. Конъюгативные плазмиды (молекулы ДНК, способные к горизонтальному переносу между различными видами бактерий) часто встречаются у H. influenzae. Распространено конъюгирование плазмиды F+ компетентной бактерии Escherichia coli с бактерией H. influenzae, что позволяет плазмиде передаваться между штаммами H. influenzae посредством конъюгации.

Роль преобразования

Мутанты H. influenzae с дефектом в гене *rec1* (гомолог *recA*) чрезвычайно чувствительны к гибели под действием окислителя – перекиси водорода. Это указывает на то, что экспрессия *rec1* важна для выживания H. influenzae в условиях окислительного стресса. Поскольку *rec1* является гомологом *recA*, он, вероятно, играет ключевую роль в рекомбинационном восстановлении повреждений ДНК. Таким образом, H. influenzae может защищать свой геном от реактивных форм кислорода, производимых фагоцитарными клетками хозяина, посредством рекомбинационного восстановления окислительных повреждений ДНК. Рекомбинационное восстановление поврежденного участка хромосомы требует, помимо *rec1*, второй неповрежденной гомологичной молекулы ДНК. Отдельные клетки H. influenzae способны поглощать гомологичную ДНК из других клеток посредством трансформации. Трансформация у H. influenzae включает в себя как минимум 15 генных продуктов.