Многочисленные исследования, проведенные отечественными и зарубежными учеными, показали, что группе бруцелл, как и другим микроорганизмам, свойственно явление изменчивости.
В литературе в отношении бруцелл описывается явление ассоциации как первый этап изменчивости. Диссоциация определяется главным образом по росту культуры в жидких средах, а также по отсутствию или наличию осадка и хлопьев, характеру суспензиронания культуры в изотоническом растворе хлорида натрия, термопреципитации по Бюрне, агглютинабельности в растворе флавакридина (трипафлавина) агглютиногенности и вирулентности.
Штаммы бруцелл, находящиеся в S-форме, содержат в популяции диссоциированные и недиссоциированные клетки. Поэтому при описании морфологии бруцелл необходимо параллельно рассматривать клетки обеих форм. Кроме того, следует учитывать, что в настоящее время к R-формам относятся далеко не одинаковые по степени диссоциации штаммы, морфология клеток которых тоже не совсем одинакова. Так, например, на основании пробы термопреципитации и пробы агглютинации в растворе флавакридина (трипафлавина) к R-формам относятся спонтанно диссоциированные штаммы, которые частично агглютинируются гипериммунной сывороткой, содержат клетки, дающие начало R — и S-колониям, и не агглютинирующиеся гипериммунной сывороткой штаммы, содержащие клетки, дающие преимущество R-колонии. Первые могут реверсировать в S-форму и восстановить свою агглютинабельность уже после однократного введения в организм восприимчивых животных, а вторые — проявляют реверсию при пассажах. Между клетками с крайними показателями имеется большое количество промежуточных клеток. В первый период диссоциации в культурах R-форм встречается клеток, дающих R-колонии, больше, чем клеток, продуцирующих S-колонии. Более глубоко диссоциированные штаммы бруцелл обладают все большим количеством клеток, продуцирующих колонии R-форм.
В научно-исследовательской проблемной лаборатории ЛВИ трехсуточные колонии, выращенные на плотном печеночно-глюкозоглицериновом агаре (ППГГА) в бактериологических чашках, просматривались в бинокулярную лупу. Затем отбирались колонии, не имеющие каких-либо дефектов, отличающих их от колонии, характерных для S-форм (выпуклые, с ровными краями и гладкой поверхностью, просвечивающиеся, с янтарным оттенком). Из этих колоний делали отсев культуры на скошенную поверхность той же среды в пробирках, а затем двухсуточную культуру из пробирок подвергали испытанию на диссоциацию методом термопреципитации по Бюрне (Burnet) и методом агглютинации в растворе флавакридина (трипафлавина) по Алессандрини и Сабатуччи (Alessandrini, Sabatucci).
Оказалось, что штамм № 40 Br. bovis, спонтанно диссоциировавший в лаборатории, содержал в 100 колониях 60 колоний S-формы и 40 колоний R-формы.
Вакцинный штамм № 16 Br. abortus, штамм №419/55 Br. suis, штамм № 27 Br. melitensis и др., искусственно измененные, находящиеся в устойчивой МВБ-форме, совершенно не содержали S-колоний. Другие испытываемые штаммы, находящиеся на разной стадии изменчивости, содержали R — и S-колонии в различных пропорциях. Установлено также, что в определенных условиях бруцеллы образуют капсулы.
Одним из первых получил и изучал мукоидные штаммы бруцелл Хеддлесон (Huddleson). По его данным, у некоторых мукоидных штаммов вида Br. suis резко снижается свойство агглютиногенности и агглютинабельности. Эта особенность остается даже после пассажа бруцелл через организм подопытных животных.
Мукоидные варианты бруцелл получила также Н. Д. Анина-Радченко (1954) на средах с добавлением 10% иммунной сыворотки барана или при пассажах культур бруцелл через организм животных. В научно-исследовательской проблемной лаборатории ЛВИ удавалось получить чистые мукоидные варианты бруцелл путем выделения из организма восприимчивых животных, обработанных культурами с расшатанной наследственностью, например штамма № 4004 Br. abortus, и редко при пересеве музейных штаммов. В нашем понимании мукоидные варианты (М-форма) — это такие штаммы, которые обладают только мукоидным М-антигеном. В литературе данные в отношении дифференциации мукоидных штаммов по М-антигену отсутствуют. Штаммы, относимые к мукоидным, по-видимому, могут содержать клетки, дающие начало S — и R-колониям, а отсюда S — и О-антигенам бруцелл, кроме М-антигена.
В Институте эпидемиологии и микробиологии имени Н. Ф. Гамалеи мукоидные штаммы бруцелл были получены путем воздействия на бруцелл бактериофагом (И. И. Дубровская, 1963). Так, например, после воздействия тбилисским (Тб) фагом на вирулентную культуру Br. abortus № 146 было получено 2 варианта бруцелл, отличающихся от исходной культуры (Н. Н. Островская, 1957). Один из этих вариантов, в частности вариант № 4, был определен как мукоидный, так как его колонии и клетки оказались покрытыми слизистой капсулой. Этот штамм утратил специфические агглютинабельные свойства и резко ослабил свою вирулентность.
В научно-исследовательской проблемной лаборатории ЛВИ большое количество мукоидных штаммов выделяли из организма морских свинок, которых предварительно иммунизировали измененными штаммами бруцелл (№ 16 и К), а затем заражали вирулентными штаммами (Л, № 54 и др.) и убивали через 1 мес после заражения (П. А. Триленко, В. В. Гинзбург, А. Т. Дроздовская, 1956).
Исследования, проведенные И. И. Дубровской, И. И. Островской и А. И. Глубокиной (1958), показали, что капсула бруцелл состоит преимущественно из полисахаридов и незначительного количества белка (П. А. Вершилова, 1961).
Таким образом, из приведенного видно, что морфология клеток бруцелл весьма вариабельна, в особенности это относится к штаммам, находящимся в различных стадиях диссоциации.
В 1912 г. Негр и Рену (Negrea. Renoux) установили, что отдельные штаммы Br. melitensis могут иметь отличительную антигенную характеристику. На основании серологических отличий (снижение агглютенабельности) от типичных культур Br. melitensis выделен вариант, который назван Micrococcus paramelitensis. В дальнейшем Бюрне (Biimet) установил, что Hicrococcus paramelitensis преципитирует, если нагревать суспензию до 90°С, и обладает другими свойствами, характеризующими его как К-форму.
В нашей стране первые широкие исследования R-форм бруцелл были проведены П. Ф. Здродовским (1933), который показал, что R — формы обнаруживаются не только в подгруппе Br. melitensis, но и в подгруппе Br. abortus, хотя в этой подгруппе диссоцианты встречаются реже. Он указывает, что шероховатые колонии необязательны для R-форм бруцелл также, как необязательна высокая вирулентность для штаммов, находящихся в S-форме.
В дальнейшем R-формы бруцелл среди Br. abortus, Br. suis и Br. inelitensis наблюдали многие исследователи.
Явление диссоциации обнаруживается не только среди штаммов, культивируемых на питательных средах, но и среди эпизоотических штаммов, выделяемых иногда уже в первой генерации от животных или из объектов внешней среды (М. С. Дроживкина, 1958). Известно, что переход бруцелл на R-формы в S-форму может быть достигнут довольно быстро, путем пассажей R-форм культур через организм восприимчивых животных, в частности морских свинок. Иногда достаточно бывает 1—2 пассажей для восстановления штамма бруцелл из R-формы в S-форму.
В наших опытах S-штаммы типа Br. melitensis, утратившие агглютинабельность, восстанавливали типичные свойства S-форм бруцелл после 1—2 пассажей через организм морских свинок и лишь в одном случае через й пассажей.
Очень частое проявление признаков диссоциации, большая подвижность в вирулентности штаммов бруцелл, полная или частичная утрата некоторыми из них свойств агглютиногенности и агглютинабельности, морфологические их вариации иногда ставят в затруднительное положение при проведении диагностических исследований, а следовательно, и противобруцеллезных мероприятий. Отсюда становится понятным, насколько велико значение углубленного анализа явления диссоциации.
Для определения S — и R-форм бруцелл пользуются в настоящее время схемой сравнительной характеристики, предложенной П. Ф. Здродовским (1953). Эта схема ранее в основном удовлетворяла требованиям, однако теперь в связи с новыми данными требуется некоторое ее уточнение. Так, например, в этой схеме не предусмотрена дифференциация штаммов бруцелл, утративших S-антиген бруцелл и сохраняющих только О-бруцеллезный антиген, т. е. минус-варианты чо S-антигену бруцелл.
Ниже будет подробно описана антигенная характеристика штаммов бруцелл, где упомянутое подразделение является основным критерием для дифференциации устойчивых МВБ-форм бруцелл.
Следовательно, по схеме П. Ф. Здродовского возможна дифференциация R-форм бруцелл, которые находятся в первом периоде диссоциации, когда поверхностно-оболочечный антиген бруцелл (S-антиген), т. е. антигены А и М (по Вильсону и Майлсу), утрачен еще не полностью. Такие штаммы могут вызывать у животных образование А — и М-антител (тождественных S-антителам) большего и меньшего напряжения, которые будут улавливаться в РСК (РДСК) с антигеном типа Буавена и в РА с антигеном типа Райта.
Но глубоко измененные МВБ-формы всегда генетически устойчивы, т. е. не реверсируют S-антигены при многочисленных пассажах через организм морских свинок или восприимчивых сельскохозяйственных животных, не вызывают в их организме антител, улавливаемых в указанных выше реакциях с антигенами типа Буавена и Райта. Такие штаммы, находящиеся в МВБ-форме, могут быть отнесены к группе Brucella только на основании анализа в их моносыворотках О-антител (в иммунных реакциях с О-антигеном).