Микробиология: конспект лекций Ткаченко Ксения Викторовна

3. Шигеллы

3. Шигеллы

Относятся к роду Shigella.

Являются возбудителями дизентерии. Морфология такая же, как и у других представителей семейства энтеробактерий. Неподвижны, капсул не образуют.

Хорошо растут на простых питательных средах. На среде Эндо образуют бесцветные колонии.

Род включает в себя четыре вида, различающихся по биохимическим свойствам (способности ферментировать маннит и лактозу) и антигенному строению:

1) Sh. disenteriae; не ферментируют лактозу и маннит; по антигенным свойствам внутри вида делятся на 12 сероваров; один из них – шигелла Григорьева-Шига – самый патогенный;

2) Sh. flexneri; ферментирует только маннит; по антигенным свойствам делится на 6 сероваров, которые делятся на подсеровары;

3) Sh. boydii; ферментирует только маннит; по антигенному строению делится на 18 сероваров;

4) Sh. sonnei; ферментирует только лактозу; в антигенном отношении вид однороден, внутри вида выделяют ферментовары, фаговары, колециновары.

Шигеллы, минуя желудок и тонкий кишечник, попадают в толстый кишечник. Прикрепляются к рецепторам мембран колоноцитов и проникают внутрь с помощью белка наружной мембраны. Гибель клеток приводит к образованию эрозий и язв, окруженных перифокальным воспалением.

Факторы патогенности:

1) белки наружной мембраны (обеспечивают способность к инвазии и внутриклеточному размножению);

2) контактный гемолизин (способствует лизису мембран вакуолей клетки);

3) экзотоксин (обладает энтеротропным, цито– и нейротоксическим действием);

4) эндотоксин (оказывает на организм общетоксическое действие и предохраняет попавшие в организм шигеллы от действия защитных сил макроорганизма).

Различают три клинические формы дизентерии, которые отличаются по возбудителям, эпидемиологии и частично по клинике:

1) дизентерия Григорьева-Шига. Возбудитель – Sh. disenteriae, серовар – шигелла Григорьева-Шига. Пути передачи – алиментарный, контактно-бытовой. Особенности клиники: протекает тяжело, характерен кровавый понос с кровью, симптомы поражения ЦНС, может быть бактериемия;

2) дизентерия Флекснера. Возбудители – Sh. flexneri и Sh. boydii. Путь передачи водный. Особенности клиники: протекает как типичная дизентерия различной степени тяжести;

3) дизентерия Sonnei. Путь передачи пищевой. Особенности клиники: могут быть симптомы пищевой токсикоинфекции, рвота.

Диагностика:

1) бактериологическое исследование;

2) иммуноиндикация (ИФА);

3) серодиагностика (имеет ретроспективное значение).

Специфическая профилактика: дизентерийный бактериофаг (применяется в очагах инфекции).

Этиотропная терапия: в среднетяжелой и тяжелой степени заболевания назначаются антибиотики (те, которые выводятся кишечником) с учетом чувствительности возбудителя.

Шигеллы в микроскопическом препарате стула больного бактериальной дизентерией

Шигеллы (лат. shigella) - род грамотрицательных, факультативно анаэробных бактерий, являющихся возбудителями дизентерии.

Классификация шигелл

Род шигеллы (лат. shigella) входит в семейство энтеробактерии (лат. enterobacteriaceae), порядок энтеробактерии (лат. enterobacteriales), класс гамма-протеобактерии (лат. γ proteobacteria), тип протеобактерии (лат. proteobacteria), царство бактерии.

В род шигеллы входит 4 вида, соответствующие четырем серогруппам:

шигелла дизентерии (shigella dysenteriae), серогруппа А, включает 12 серотипов

шигелла Флекснера (shigella flexneri), серогруппа B - 6 серотипов

шигелла Бойда (лат. shigella boydii), серогруппа C - 23 серотипа

шигелла Зонне (shigella sonnei), серогруппа D - 1 серотип

Шигеллы. Общие сведения

Шигеллы имеют вид палочек без жгутиков, с закругленными концами размером 2–3 на 0,5–0,7 мкм. Не образуют спор и капсул. Шигеллы плохоустойчивы к воздействию физических, химических и биологических факторов окружающей среды. В воде, почве, пищевых продуктах, на предметах, посуде, овощах, фруктах шигеллы живут в течение 5–14 дней. При температуре 60 °С шигеллы гибнут через 10–20 минут, при 100 °С - мгновенно. Прямой солнечный свет убивают шигелл в течение 30 минут. При отсутствии солнечного света, повышенной влажности и умеренной температуре шигеллы сохраняют жизнеспособность в почве до 3 месяцев. В желудочном соке шигеллы могут выживать лишь несколько минут. В пробах кала шигеллы погибают от действия кислой реакции среды и бактерий-антагонистов через 6–10 часов. В высушенном или замороженном кале шигеллы жизнеспособны в течение нескольких месяцев.

Наиболее устойчивым к внешним воздействиям является вид шигелл shigella sonnei, наименее устойчивым - shigella dysenteriae.

Шигеллы названы в честь японского врача и микробиолога Киёси Шига (или Сига; 1871–1951), выделившего в 1897 году в чистом виде бактерии, относящиеся сегодня к виду shigella dysenteriae.

Шигеллы - возбудители дизентерии Все виды шигелл могут являться возбудителями инфекционного заболевания - бактериальной дизентерии (называемой также шигеллезом), протекающего с явлениями интоксикации и преимущественным поражением дистального отдела толстой кишки. Наиболее благоприятные условия для развития шигелл - в поперечной ободочной и нисходящей ободочной кишках.

Заражение происходит фекально-оральным или контактно-бытовым путем, через воду и пищевые продукты. Переносчиками шигеллеза могут быть мухи и тараканы.

Шигеллез характеризуется постоянными тупыми болями по всему животу, которые позже становятся острыми схваткообразными, локализованными в нижней части живота, чаще слева или над лобком. Во время акта дефекации тянущие боли в области прямой кишки, отдающие в крестец. Первоначально частые дефекации - до 10–25 в сутки, в основном из слизи с включениями крови, а в более поздний период и примеси гноя. Часты ложные позывы на дефекацию - тенезмы.

Бактериальная дизентерия (шигеллез) имеет инкубационный период от нескольких часов до 7 дней, чаще всего протекает остро и проявляется недомоганием, ознобом, головной болью, лихорадкой, судорогами, однократной или многократной рвотой. У больного повышается температура. Одновременно или несколько позже появляются боли в животе. Полное выздоровление наступает через 2–3 недели. У некоторых больных дизентерия переходит в хроническую форму.

В США шигелла является третьей (после сальмонеллы и кампилобактера) по количеству заболевших и госпитализированных причиной пищевых интоксикаций. В 2010 году всего в США было зарегистрировано 1 780 случаев шигеллезов. 333 заболевших было госпитализировано. Однако шигеллезов с летальным исходом, в отличие от ряда других пищевых инфекций, зарегистрировано не было.

в качестве антибиотика выбора - ципрофлоксацин по 500 мг два раза в день для взрослых, по 15 мг на кг веса два раза в день для детей, принимать в течение трёх суток

в качестве альтернативных антибактериальных средств:

пивмециллинам по 400 мг 4 раза в день для взрослых, по 20 мг на кг веса два раза в день для детей, принимать в течение пяти суток или

цефтриаксон - у детей 50-100 мг на кг веса внутримышечно в течение 2-5 дней

учитывать при выборе антибиотика результаты исследования лекарственной чувствительности штаммов Shigella, изолированных за последнее время в конкретной территории.

Антибиотики, активные в отношении шигелл Антибактериальные средства (из имеющих описание в данном справочнике), активные в отношении шигелл: рифаксимин, фуразолидон, нифуроксазид, ципрофлоксацин. Джозамицин активен в отношении некоторых видов шигелл. Нифурател активен в отношении shigella flexneri и shigella sonnei.

Шигеллы (лат. Shigella ) - род грамотрицательных палочковидных бактерий, не образующих спор. По происхождению близки к Escherichia coli и Salmonella. Для человека и приматов являются возбудителями болезней из группы шигеллёзов.

Подразделяются на четыре серогруппы

Серогруппа A: S. dysenteriae (15 серотипов (1-й серотип продуцирует Шига-токсин))

Серогруппа B: S. flexneri (8 серотипов и 9 подтипов)

Серогруппа C: S. boydii (19 серотипов)

Серогруппа D: S. sonnei (1 серотип)

Бактерии рода Shigella вызывают у человека целый ряд кишечных инфекционных заболеваний, объединяемых общим названием шигеллез (шигеллёз). Не менее распространенным термином для этих заболевания является "бактериальная дизентерия" или просто дизентерия.

Болезнь возникает, когда бактерии рода Shigella попадают в организм человека, проникают в кишечный тракт, где прикрепляются к эпителию дистального отдела толстой кишки, после чего начинают интенсивно размножаться. Это приводит, с одной стороны, к повреждению тканей кишечника. С другой стороны, бактерии Shigella выделяют эндотоксины, а шигеллы Григорьева-Шига продуцируют экзотоксин, называемый также шигатоксин (сходный с веротоксином, выделяемым энтерогемморагическими E.coli), что вызывает интоксикацию организма, подчас довольно тяжелую. Дизентерийные токсины действуют на стенки сосудов, центральную нервную систему, периферические нервные ганглии, симпатико-адреналовую систему, печень, органы кровообращения..

Болезнь может протекать в острой и хронической форме. Острая дизентерия характеризуется лихорадкой, болями в животе, поносом с кровью и слизью. Тяжесть течения болезни во многом определяется видом возбудителя. Наиболее тяжелые формы отмечаются при дизентерии, вызванной бактериями Григорьева-Шига и Флекснера. При тяжелых формах дизентерии больные могут даже умереть от инфекционно-токсического шока

Инкубационный период составляет от 1 до 7 дней, чаще 2-3 дня.

Носители и распространение Шигеллезы относятся к числу широко распространенных инфекционных болезней, составляющих значительную часть острых кишечных инфекций во всем мире. По данным FDA (U.S. Food & Drug Administration) - Управления по Пищевым Продуктам и Лекарствам США - каждый год в мире от шигеллеза страдает до 140 миллионов человек. В основном болеют люди в слаборазвитых странах. В этих регионах преобладает дизентерия, вызываемая шигеллой Флекснера, что связано с преимущественно водным и бытовым путем передачи возбудителя в условиях крайне низкого уровня сантарно-коммунального благоустройства. В экономически развитых странах доминирует дизентерия Зонне, для которой характерен пищевой путь передачи в условиях высокого уровня централизации общественного питания и снабжения населения пищевыми продуктами. Уровень заболеваемости в развитых странах гораздо ниже. Так в США заболеваемость шигеллезом не превышает 300 тысяч человек в год (около 10% от всех зарегистрированных кишечных заболеваний). В России в 1997 году число заболеваний шигеллезом не превысило 100 тыс. человек (оценка на основе статьи из журнала "Лечащий врач" №7/99).

Механизм передачи возбудителя заболевания фекально-оральный. Пути передачи - через воду, загрязненную фекальными стоками, пищевой (через загрязненные пищевые продукты, особенно молоко и молочные продукты, также опасны сырые овощи, различные салаты) и бытовой (грязные руки, посуда, игрушки и др.). Шигеллез довольно легко распространяется при непосредственном контакте с бактерионосителем вследствие крайне низкой инфицирующей дозы (около 10 бактерий достаточно для заражения).

Опасность для человека Шигеллез (бактериальная дизентерия) опасен для всех людей, но особенно ему подвержены пожилые, люди с ослабленным организмом (особенно часто встречается шигеллез у больных СПИДом), а также дети. Причем дизентерия редко поражает детей до 6-ти месяцев, самый "чувствительный" возраст - 2-3 года. Тяжелая форма дизентерии встречается у 3-5% заболевших. Она протекает с высокой лихорадкой или, наоборот, с гипотермией. Отмечаются резкая слабость, адинамия, аппетит полностью отсутствует. Больные заторможены, апатичны, кожа бледная, пульс частый, слабого наполнения. Может развиться картина инфекционного коллапса. Стул до 50 раз в сутки, слизисто-кровянистый.

Летальность от дизентерии при заражении Shigella dysenteriae 1 (шигелла Григорьева-Шига) и Shigella flexneri 2а (дизентерия Флекснера) может составлять до 10-15%.

Патогенные бактерии из рода эшерихий вызывают как диарейные, так и парэнтеральные формы эшерихиозов. В клинике часто встречаются менингиты, пиелиты, отиты, пневмонии, хирургическая раневая инфекция и другие гнойно-воспалительные поражения, вызванные эшерихиями.

Типовой вид - E.coli. По наличию 0 и К-антигенов этот вид подразделяют на серогруппы и далее, на множество сероваров, отличающихся по Н-антигену. Номенклатура эшерихий ведется по антигенным формулам с обозначением порядковых номеров 0-,К- и Н-антигенов. Например, E.coli 0124,К72 (В17),Н-.

Эшерихии являются короткими полиморфными грамотрицательными палочками, не образующими спор. Многие серовары имеют микрокапсулу и пили(адгезивные и половые) и обладают подвижностью. По морфологическим, ферментативным и культуральным свойствам патогенные и непатогенные разновидности эшерихий не отличаются друг от друга. Причем эшерихии разных сероваров могут обладать одинаковыми и неодинаковыми биологическими свойствами. На средах дают рост чаще всего в виде S-форм, реже шероховатых (R) форм. Лактозонегативные эшерихии на дифференциально-элективных средах для выделения (изоляции) энтеробактерий образуют колонии сходные с колониями шигелл.

Эшерихии катаболизируют углеводы (с газом или без него). Многие реакции вариабельны. Бактерии этого рода не гидролизуют желатину, не проявляют уреазную и липазную активность, не утилизируют цитрат и малонат Na. Обычно растут на ацетатной среде, декарбоксилируют лизин, дают положительную реакцию с метил-рот и отрицательную на ацетоин. Эшерихии не образуют сероводород. Хотя описаны случаи выделения E.coli H2S+ от человека,домашних животных и из обьектов внешней среды (цит.по Заславскому Б.А.и др.,1986).

Многие серовары продуцируют индол. Наиболее информативными тестами для отнесения культуры к роду Escherichia служат: цитрат Симмонса, мочевина, малонат, ацетат натрия, продукция сероводорода, фенилаланиновый тест, декарбоксилирование лизина и подвижность.

E.coli и все шигеллы составляют один геновид, в котором шигеллы образуют биогруппу метаболически неактивных, неподвижных микроорганизмов. Метаболически неактивные штаммы E.coli трудно отличимы от шигелл.

Особенно это относится к биогруппе, состоящей из лактозонегативных, неподвижных и необразующих газ при сбраживании углеводов эшерихий. Другая биогруппа характеризуется отсутствием активных лизин-, аргинин и орнитин-декарбоксилаз.

Есть также штаммы, показывающие нетипичные реакции в различных тестах (цитрат, адонит, инозит, индол и другие). Поэтому рекомендуется при идентификации определять весь биохимический профиль, а не только "ключевые" тесты.

Таблица 12 . Отличительные признаки бактерий рода Escherichia

Антигенная структура эшерихий весьма сложная. Для практических целей (построение антигенно-диагностических схем, серологическая идентификация) наиболее важны 0-Н- и К- антигены. У слизистых форм эшерихий обнаруживается термолабильный М-антиген, сходный с М-антигеном сальмонелл. Он препятствует агглютинабельности в ОК-сыворотках. Некоторые фимбриальные антигены эшерихий являются родственными соответствующим антигенам шигелл(вида Флекснера), с этим связана частая агглютинабельность эшерихий в шигеллезных сыворотках.

Эшерихиозный 0- антиген является специфическим липополисахаридопротеиновым комплексом. Поэтому антигену выделяют 173 0- серогруппы. 0- антигены варьируют по составу моносахаров и структур. Для приготовления антигена при постановке реакции 0- агглютинации культуру прогревают при 1000С в течение часа. В пределах серологической группы выявлен факторный состав 0- антигенов: общий фактор обозначают символом "а", дополнительные -"в", "с" и т.д. Например, E.coli О112 ав и О112 ас. Эшерихии имеют родственные связи с другими родами бактерий, в частности с шигеллами, сальмонеллами, клебсиеллами. Например, О1-антиген эшерихий идентичен О-антигену шигелл Флекснера сероваров 1,4,2 и 4а, а также серовару 1 S.dysenteriae и серовару О-42 сальмонелл.

Полиагглютинабельность прогретых культур эшерихий в О- сыворотках может быть связано также со случайным присутствием в сыворотке антител к изученным штаммам. Поэтому в диагностике нельзя применять нативные сыворотки, а необходимы очищенные от агглютининов к гетерологичным группам эшерихий. При серологической идентификации следует иметь ввиду, что у штаммов, содержащих К-антиген, О-агглютинабельность проявляется только после прогревания, разрушающего поверхностные антигены. При работе с К(+)-формами (L и B) бактерии кипятят в течение часа.

Если культура сохраняет О-инагглютинабельность, то можно предположить наличие у нее А-антигена. Для его разрушения культуру автоклавируют при 1200 в течение 2 часов. Для О-агглютинации К(-) форм используют живые либо убитые нагреванием, формалином бактерии.

Термин К-антиген обьединяет разные по своим свойствам поверхностные, оболочечные (микрокапсулы) и истинно капсульные антигены. Антиген А является истинно капсульным антигеном. Он термостабилен, прогревание при 1000, обработка формалином и 50% спиртом не изменяет его свойства. Штаммы с А-антигеном высокоустойчивы к фагоцитозу, бактериолизу, не имеют гемолизинов и обычно являются менее патогенными. Они образуют колонии интенсивно мутные, крупнее по размеру,чем А(-) формы и напоминающие слизистые варианты.

L-антиген разрушается при нагревании до 1000С в течение 1 часа. Наличие его чаще всего (80%) является причиной О-инагглютинабельности эшерихий.Он защищает клетки от фагоцитоза и бактериолиза. Штаммы, имеющие его, часто обладают гемолитическими и дерматонекротическими свойствами. Такие эшерихии считаются более патогенными, чем штаммы с А-антигеном.

В-антиген по термолабильности занимает промежуточное положение. Он относится к оболочечным или поверхностным соматическим антигенам. Этот антиген утрачивает агглютинабельность при 1000С (1 час), а после кипячения в течение 2,5 часов утрачивает также и антигенные свойства, сохраняя антителосвязывающую способность.

К-антигены каждого типа серологически неоднородны. Они объединяют около 100 серологически разных поверхностных антигенов, которые обусловливают О-инагглютинабельность культур и особенности серологической идентификации эшерихий:34 L-антигена, 32 В-антигена, 28 А-антигенов. Основными критериями наличия К-антигенов является О-инагглютинабельность живых культур(в гладкой форме) и их агглютинация в К - или ОК- сыворотках.

Существует мнение, что в патогенности эшерихий заметную роль играет химическая природа их поверхности. Кислые капсульные полисахариды создают отрицательный заряд, что может иметь значение для пенетрации тканей эшерихиями.

Антиген Н имеет белковую природу. Известно 53 серологических разновидностей его (номера с 1 по 56). В одноименных ОК- и О-группах эшерихий встречаются штаммы с разными Н-антигенами, что позволяет диффе­ренцировать их на серовары. Идентификацию Н-антигена проводят методом иммобилизации в полужидком агаре специальными сыворотками, либо агглютинационным методом в пробирках или на стекле с использованием 5-7 часовой бульонной формалинизированной (0,5%) культуры, смешивая ее в равных объемах с сывороткой.

Используя коммерческие препараты,выпускаемые в нашей стране, можно идентифицировать 23 серологические разновидности ОК-групп эшерихий. Остальные (более 100) остаются вне диагностических возможностей практических лабораторий.

рассмотрим основные биологические группы эшерихий , выделяемые в настоящее время. Они отличаются наличием особых факторов патогенности и формами вызываемых заболеваний.

А) Эшерихии - представители нормальной микрофлоры. Эта группа весьма неоднородна по своим свойствам, входит в состав микробиоценозов различных областей макроорганизма.

Б) Эшерихии - возбудители урогенитальных инфекций. Они имеют чаще всего антиген К1 и принадлежат к серогруппам 01, 02, 04, 06, 07, 08, 09, 011, 018 и др.

В) Эшерихии - возбудители ГВП разной локализации (отитов, маститов, коньюнктивитов, абсцессов и т.д.).

Г) Эшерихии - возбудители генерализованных форм (менингиты, септицемии).Чаще всего они являются эндогенными штаммами и вызывают генерализацию инфекционного процесса на фоне резкого снижения иммунобиологического статуса организма и относятся к серогруппам 01, 02, 04, 06, 025, 075 и др.

Д) Эшерихии - возбудители кишечных диарейных инфекций. Они включают несколько групп.

1. Энтеропатогенные эшерихии (EPEC)- возбудители колиэнтеритов у детей раннего возраста (первых 2-х лет жизни). Это группа, как правило, не опасна для взрослых.Сюда относят серогруппы: 020, 0111, 0125, 018, 026, 028, 033, 055, 0119, 0142, О18а,с и др. По данным Номенклатурного комитета при выделении у детей до 1 года EPEC означает безусловно этиологическую роль их, а у детей в возрасте от 1 года до 1 года 11 месяцев 21 дня возможно носительство. На вспышках,вызванных EPEC, источником чаще всего являются взрослые носители,поэтому на EPEC обязательно обследуют лиц,поступающих на работу в детские молочные кухни. Большинство EPEC лактозо- и сахарозопозитивны. Идентификацию осуществляют серологическим методом по выявлению О- и К-антигенов. Показано, что для наиболее патогенных штаммов характерно наличие определенных Н-антигенов: для О119 - Н6, О18 а, с - Н7, О142 - Н6 и т.д. Отмечается взаимосвязь наличия Н-антигена и определенного биохимического признака, например, EPEC О111:Н2 - сахарозопозитивны, а О111:Н12 - сахарозонегативны.

Патогенез диарей, вызванных EPEC, обусловлен адгезией их к кишечному эпителию и повреждением ворсинок. Бактерии экспрессируют ген еае, обусловливающий выделение продуктов, изменяющих архитектуру слизистой кишечника. В результате массивной колонизации развивается воспалительная реакция.

3. Энтеротоксигенные эшерихии (ETEC ) - возбудители холероподобных заболеваний. Чаще всего это серогруппы 06, 08, 015, 027 ,025, 0153, 0159 и другие. Биохимически они не отличаются от других эшерихий, в основном - лактозопозитивны. Они несут плазмиды токсигенности, которые трансмиссивны и не имеют твердой связи с серогруппой. Причем, существуют штаммы, продуцирующие стабильный к нагреванию токсин (ST) и лабильный токсин (LT), близкий к холерогену, или одновременно ST/LT. Многие ETEC имеют такие факторы колонизации - пили двух типов: CFA 1 и CFA 2. Синтез этих факторов детерминирован нетрансмиссивной плазмидой. По данным отечественных и зарубежных авторов более половины штаммов циркулирующих ETEC характеризуются множественной лекарственной устойчивостью, связанной с наличием плазмид.Среди ETEC широко распространены штаммы, имеющие колициногенные и гемолитические свойства, детерминируемые соответственно плазмидами Col и Hly.

Эти эшерихии способны вызывать заболевания 4 типов во всех возрастных группах: 1)в слаборазвитых странах - гастроэнтериты детей младшего возраста, 2) в развитых странах - "диарея путешественников", 3) диареи военнослужащих во время боевых действий в районах с жарким климатом (например, войны в Персидском заливе), 4) гастроэнтериты (по типу пищевых токсикоинфекций) в развитых странах (Европа, США).

Склонность к генерализации не высока. В этой группе есть внутрибольничный штамм - О1. Дифференцировать ЕТЕС очень трудно.

4. Энтерогеморрагические эшерихии (ЕНЕС) - возбудители геморрагического колита и гематурии. Выделены впервые в Канаде (1982) при вспышке в доме престарелых (летальность более 18%). Была идентифицирована E.coli 0157:Н7. У этого штамма был обнаружен токсин, близкий к токсину S.dysenteriae 1. EHEC выделяют также цитотоксин, вызывающий гибель клеток HeLa и Vero in vitro. В дальнейшем были обнаружены и другие серогруппы эшерихий (026),вызывающие геморрагический колит и гематурию (размножаются в эпителии мочевого пузыря). Группы риска - дети до 1 года и лица старше 60 лет. Вспышки зарегистрированы в Японии, США, Канаде. При геморрагических колитах эти эшерихии выделялись в 7-34%. Возбудители характеризуются лактозопозитивностью, не способны расщеплять сорбит, подвижны.

5. Энтероадгезивные эшерихии (EAEC ) - возбудители банальных диарей. Впервые выделены в 1985 году при диареях неясной этиологии, при отсутствии эшерихий вышеназванных 4-х групп. Они получили свое название за счет способности адгезировать к клеткам Hep 2 in vitro , обусловленной свойством агрегироваться на поверхности клеточных слоев. Другие факторы патогенности пока не известны. Группа выделена временно.

Escherichia coli

Escherichia coli (кишечные палочки) - грам-отрицательные палочковидные бактерии, принадлежат к семейству Enterobacteriaceae, род Escherichia (эшерихия), короткие (длина 1-3 мкм, ширина – 0,5-0,8 мкм), полиморфные подвижные и неподвижные, спор не образуют. Впервые были открыты немецким ученым Эшерихом (T. Escherich) в 1885 году. E. coli были выделены из остатков жизнедеятельности человека. E. coli является естественных обитателем толстого отдела кишечника многих млекопитающих, в частности приматов и человека. К бактериям группы кишечных палочек относят роды Escherichia (типичный представитель Е. coli), Citrobacter (типичный представитель Citr. coli citrovorum), Enterobacter (типичный представитель Ent. aerogenes), которые объединены в одно семейство Enterobacteriaceae благодаря общности морфологических и культуральных свойств.

В организме человека E.coli подавляет рост патогенных бактерий и синтезирует некоторые витамины. Существуют разновидности E.coli, котрые способны вызывать у человека острые кишечные заболевания. Выделяют более 150 типов патогенных (так называемых "энтеровирулентных") палочек E.coli, объединенных в четыре класса: энтеропатогенные (ЭПЭК), энтеротоксигенные (ЭТЭК), энтероинвазивные (ЭИЭК) и энтерогемморагические (ЭГЭК)

Рис. 1 E. coli – электронный микроскоп

Бактерии хорошо растут на простых питательных средах: мясопептонном бульоне (МПБ), мясопептонном агаре (МПА). На МПБ дают обильный рост при значительном помутнении среды; осадок небольшой, сероватого цвета, легкоразбивающийся. Образуют пристеночное кольцо, пленка на поверхности бульона обычно отсутствует. На МПА колонии прозрачные с серовато-голубым отливом, легко сливающиеся между собой. На среде Эндо образуют плоские красные колонии средней величины. Красные колонии могут быть с темным металлическим блеском (Е. coli) или без блеска (E.aerogenes). Для лактозоотрицательных вариантов кишечной палочки (B.paracoli) характерны бесцветные колонии. Им свойственна широкая приспособительная изменчивость, в результате которой возникают разнообразные варианты, что усложняет их классификацию.

Рис. 2 Колонии E. coli на плотной питательной среде

Биохимические свойства

Большинство бактерий группы кишечных палочек (БГКП) не разжижают желатина, свертывают молоко, расщепляют пептоны с образованием аминов, аммиака, сероводорода, обладают высокой ферментативной активностью в отношении лактозы, глюкозы и других сахаров, а также спиртов. Не обладают оксидазной активностью. По способности расщеплять лактозу при температуре 37°С БГКП делят на лактозоотрицательные и лактозоположительные кишечные палочки (ЛКП), или колиформные, которые формируются по международным стандартам. Из группы ЛКП выделяются фекальные кишечные палочки (ФКП), способные ферментировать лактозу при температуре 44,5°С. К ним относится Е. coli, не растущая на цитратной среде.

Устойчивость во внешней среде

Е. coli не устойчивы к высокой температуре. Бактерии группы кишечных палочек обезвреживаются обычными методами пастеризации (65 - 75° С). При 60° С кишечная палочка погибает через 15 минут. 1% раствор фенола вызывает гибель микроба через 5-15 минут, сулема в разведении 1:1000 - через 2 мин., устойчивы к действию многих анилиновых красителей. Сохраняемость кишечной палочки при низких температурах и в различных субстратах внешней среды изучена недостаточно. По некоторым данным в воде и почве кишечная палочка может сохраняться несколько месяцев.

Санитарно-показательное значение Санитарно-показательное значение отдельных родов бактерий группы кишечных палочек неодинаково. Обнаружение бактерий рода Escherichia в пищевых продуктах, воде, почве, на оборудовании свидетельствует о свежем фекальном загрязнении, что имеет большое санитарное и эпидемиологическое значение. Считают, что бактерии родов Citrobacter и Enterobacter являются показателями более давнего (несколько недель) фекального загрязнения и поэтому они имеют меньшее санитарно-показательное значение по сравнению с бактериями рода Escherichia. При длительном применении антибиотиков в кишечнике человека также обнаруживают различные варианты кишечной палочки. Особый интерес представляют лактозоотрицателъные варианты кишечной палочки. Это измененные эшерихии, утратившие способность сбраживать лактозу. Они выделяются при кишечных инфекциях человека (брюшном тифе, дизентерии и др.) в период выздоровления. Наибольшее санитарно-показательное значение имеют кишечные палочки, не растущие на среде Козера (цитратная среда) и ферментирующие углеводы при 43-45°С (E. coli).Они являются показателем свежего фекального загрязнения.

Заболевания, вызываемые у человека E.coli

Кишечные заболевания, вызываемые патогенными E.coli объединяются общим названием эшерихиозы. Используются также термины коли-инфекция, коли-энтерит, диарея путешественников, колибактериоз.

Эшерихиоз относится к острым кишечным заболеваниям (ОКИ) с фекально-оральным механизмом заражения. Каждый из вышеперечисленных классов патогенных E.coli характеризуется определенными различиями в протекании болезни, которая по своим симптомам может напоминать холеру или дизентерию. Инкубационный период длится 3-6 дней (чаще 4-5 дней).

Возбудителями бактериальной дизентерии является группа бактерий, объединенная в род Schigella.

Этиологическая роль этих микробов при дизентерии впервые была установлена русским ученым А. В. Григорьевым (1891) и японским исследователем Шига (1898). Впоследствии были выделены и описаны другие виды бактерий, вызывающие дизентерию: Крузе — в 1900 г., Флекснером и Стронгом — в 1900 г., Зонне — в 1915 г., Шмитцем и Штуцером — в 1917 г., Бойдом — в 1932— 1942 гг., Э. М. Новгородской — в 1943 г. и т. д.

Морфология и биологические свойства. Подобно всем представителям семейства кишечных бактерий, возбудители дизентерии представляют собой небольшие палочки размером 2—3 мкм. Они грамотрицательны, спор и капсул не образуют. Жгутиков не имеют, что является одним из признаков, позволяющих отличать их от подвижных сальмонелл. Все они факультативные анаэробы, хорошо растут на простых питательных средах при температуре 37°С и рН 7,2—7,4. Колонии на плотных средах полупрозрачные, нежные, по характеру роста не отличаются от колоний сальмонелл. Биохимические свойства отдельных видов возбудителей дизентерии различны. Углеводы они ферментируют с образованием кислоты без газа (за исключением шигелл Ньюкестл); расщепляют глюкозу и не ферментируют лактозу (кроме шигелл Зонне). По отношению к манниту все шигеллы делят на две группы: маннитположительные и маннитотрицательные. Шигеллы редуцируют нитраты в нитриты, не разжижают желатина, не расщепляют мочевину.

Токсинообразование. Сильный экзотоксин белковой природы обнаружен только у шигелл дизентерии Григорьева — Шига. Внутривенное введение его белым мышам и кроликам вызывает у них паралич задних конечностей. Остальные возбудители дизентерии содержат термостабильный эндотоксин, представляющий липополисахаридно-протеиновый комплекс. Он обладает энтеротропными и нейротропными свойствами.

Устойчивость. Возбудители бактериальной дизентерии сохраняются в течение 5—10 сут в воде, почве, на различных продуктах и предметах. При низкой температуре остаются жизнеспособными до 2 мес. Температура 60°С убивает их в течение 10—20 мин. Под действием 1% карболовой кислоты, хлорамина, хлорной извести шигеллы погибают за 30 мин. Быстро приобретают устойчивость к антибиотикам и сульфаниламидным препаратам.

Антигенная структура. У шигелл обнаружены соматический О- и поверхностный К-антиген. Установлено наличие антигенов, общих с другими представителями семейства кишечных бактерий. Шигеллы дизентерии Григорьева— Шига, Штуцера — Шмитца и шигеллы Зонне содержат только обособленные видовые антигены. Шигеллы дизентерии Ларджа — Сакса и шигеллы Бойда включают различные типовые антигены. Наиболее сложна антигенная структура шигелл Флекснера. Они имеют различные типоспецифические и групповые антигены, определяющие принадлежность к тому или иному типу и подтипу.

Классификация. По принятой в Советском Союзе классификации (1962) все шигеллы разделяют на три группы (табл. 5).

Первая группа включает не расщепляющие маннита виды шигелл дизентерии: Григорьева — Шига, Штуцера — Шмитца, Ларджа — Сакса и провизорные.

Вторая группа — расщепляющие маннит, к которым относится вид шигелл Флекснера: собственно шигеллы Флекснера (5 типов) с подвидами Ньюкестл и Бойда. Последние разделены на 15 типов, отличающихся по антигенному составу.

Третья группа ферментирует маннит и медленно сбраживает лактозу (в течение 48 ч) —шигеллы Зонне. На плотных средах шигеллы Зонне образуют S- и R-формы колоний.

Различают три ферментативных типа этих бактерий, неодинаково ферментирующих рамнозу и ксилозу.

В соответствии с Международной классификацией род Schigella разделен на 4 группы, которые отличаются между собой по ферментативной активности и антигенной структуре.

1. Группа A (Sh. dysenteriae): шигеллы дизентерии Шига, Шмитца и Ларджа — Сакса, среди котррых различают 5 серологических типов.

2. Группа В (Sh. flexneri): шигеллы Флекснера 6 типов, отличающиеся по составу антигенов, включая шигеллы Ньюкестл.

3. Группа С (Sh. boydii): 15 серологических типов.

4. Группа D (Sh. sonnei).

Патогенность. Дизентерией болеет только человек. Из животных клиническую картину дизентерии удается воспроизвести только у обезьян. После введения микробов внутривенно белым мышам и кроликам они гибнут через несколько дней. При вскрытии обнаруживают избирательное поражение тонкого и толстого кишечника. Дизентерийные микробы способны размножаться в клетках роговицы глаза морской свинки, вызывая у нее характерный кератоконъюнктивит. В последние годы установлена связь между способностью штамма вызывать кератоконъюнктивит при введении в конъюнктиву глаза морской свинке и его вирулентностью. Вирулентные штаммы приводят к развитию кератоконъюнктивита в течение 24—48 ч. М. К. Войно-Ясенецкой была разработана в 1957 г. модель интраназального заражения белых мышей свежевыделенными культурами дизентерийных микробов. Оказалось, что они быстро (в течение 24 ч) размножаются в эпителии легочной ткани. На вскрытии обнаруживается картина множественной очаговой пневмонии.

Патогенез и клиника. Источником инфекции является человек — больной или бактерионоситель, с испражнениями которого микробы попадают во внешнюю среду. Попав с пищей в кишечник, дизентерийные микробы проникают в слизистую оболочку толстого кишечника и размножаются там: часть из них погибает. Освобождающийся при разрушении возбудителя эндотоксин всасывается в кровь, вызывает общую интоксикацию организма, сенсибилизирует слизистую оболочку кишечника, повышает проницаемость его кровеносных сосудов. Местные изменения в толстом кишечнике (катарально-дифтеритическое воспаление, некрозы, язвы) являются результатом воздействия эндотоксина и других токсических веществ, образующихся в кишечнике под действием бактерий.

Инкубационный период длится от 2 до 7 дней. Затем повышается температура, появляются нарушения со стороны сердечно-сосудистой и нервной систем, рвота, частый жидкий стул с примесью слизи и крови, тенезмы. При благоприятном исходе через 8—10 дней стул нормализуется, исчезают симптомы интоксикации, наступает выздоровление. Бывают случаи более длительно протекающей дизентерии; возможен переход в хроническую форму, которая характеризуется периодическими рецидивами болезни.

Иммунитет. У человека имеется довольно выраженный естественный иммунитет к дизентерийной инфекции, поэтому заражение не всегда приводит к болезни. После перенесенного заболевания остается малонапряженный и относительно непродолжительный видоспецифичебкий иммунитет. Он более выражен при дизентерии Флекснера и непродолжителен при дизентерии Зонне. Иммунитет антимикробный (при дизентерии, вызванной шигеллами дизентерии Григорьева — Шига, антитоксический). Большое значение имеет местный клеточно-тканевой иммунитет, связанный с возникновением устойчивости эпителия кишечника к инвазии дизентерийных бактерий.

Микробиологическая диагностика. Основным методом является микробиологическое исследование испражнений больного.

Посев необходимо производить как можно быстрее после взятия материала. При отсутствии этой возможности испражнения помещают в пробирку с консервантом (глицериновая или фосфатная буферная смесь), где они могут сохраняться до 12—24 ч (при температуре 4°С). Материал можно брать с помощью стеклянной ректальной трубки, которую вводят в прямую кишку.

В 1-й день испражнения, содержащие слизисто-гнойные комочки, засевают в пробирку с селенитовой средой обогащения, которая способствует накоплению дизентерийных микробов и угнетает рост кишечной палочки и других сапрофитов. Одновременно делают посев на две чашки с плотными средами: Левина или Эндо и Плоскирева. В связи с тем что в последние годы появилось много антибиотикоустойчивых и антибиотикозависимых штаммов шигелл, материал засевают на те же среды, добавляя к ним левомицетин. Посевы инкубируют в термостате при 37°С в течение 24 ч.

На 2-й день изучают выросшие колонии и подозрительные (бесцветные на дифференциально- диагностических средах) отсевают на короткий «пестрый ряд» или среду Ресселя. Со среды обогащения пересевают на дифференциально-диагностические среды (Эндо, Левина, Плоскирева). Дальнейший ход исследования аналогичен первичным посевам на этих средах.

На 3-й день отмечают изменения на среде Ресселя. Культуру, не разлагающую лактозу и сбраживающую глюкозу с образованием кислоты, подвергают дальнейшему изучению: микроскопируют, для изучения биохимических свойств делают посев на развернутый «пестрый ряд», с целью серологической идентификации ставят реакцию агглютинации— вначале ориентировочно, с поливалентными агглютинирующими дизентерийными сыворотками, затем с видовыми или типовыми и групповыми.

На 4-й день завершается микробиологическое исследование: учитывают изменения на «пестром ряду» (ферментация углеводов), результат реакции агглютинации.

Вспомогательным методом лабораторной диагностики является серологическое исследование — постановка реакции агглютинации с сывороткой больного и различными диагностикумами из дизентерийных микробов. В последние годы широкое распространение получили эритроцитарные диагностикумы из шигелл Зонне и Флекснера, с помощью которых в реакции пассивной или непрямой гемагглютинации (РПГА) определяют наличие антител у больных и переболевших.

Выделение дизентерийного фага с помощью реакции нарастания титра фага и копрологическое исследование применяют как дополнительные методы лабораторной диагностики.

В качестве дополнительного метода диагностики при подозрении на дизентерию используют также внутрикожную аллергическую пробу с дизентерином, который представляет собой белковую фракцию дизентерийных шигелл Флекснера и Зонне.

Кожно-аллергическая проба бывает положительна у 75—80% больных, но в 20—25% случаев она может быть положительна.у лиц с не дизентерийными заболеваниями. Специфическая сенсибилизация развивается с 3—4-го дня заболевания и к концу 3-й недели начинает угасать.

Профилактика и лечение . Основные профилактические мероприятия — раннее выявление больных и бактерионо-сителей, их полноценное лечение и санация, проведение санитарно-противоэпидемических мероприятий в очаге инфекции.

Специфическую профилактику в настоящее время почти не применяют, так как использовавшиеся ранее убитые и химические вакцины, а также энтеральная вакцина Безредки оказались неэффективными. Получены вакцины из живых мутантов авирулентных штаммов дизентерийных микробов. В очагах инфекции используют поливалентный дизентерийный бактериофаг, который дают лицам, бывшим в контакте с больными дизентерией.

Лечение проводят комплексно: обязательны сочетание сульфаниламидных препаратов (фталазол, сульгин, сульфадимезин, норсульфазол) с антибиотиками (левомицетин, тетрациклин, ампициллин) и общеукрепляющая терапия. С первых дней заболевания используют дизентерийный бактериофаг. Для лечения хронической дизентерии применяют сухую спиртовую дизентерийную, вакцину из убитых этиловым спиртом дизентерийных микробов Флекснера и Зонне.

Эпидемиология. Источником инфекции является только человек, больной острой или хронической дизентерией, либо являющийся бактерионосителем. Механизм передачи – фекально-оральный, пути: 1) алиментарный (преобладающий путь для шигелл Зоне); 2) водный (преобладающий для шигелл Флекснера); 3) контактно-бытовой (является ведущим для Sh. dysenteriaе).

Особенностью эпидемиологии дизентерии является смена видового состава возбудителей. До конца 30-х годов ХХ века на долю Sh. Dysenteriae приходилось до 30 – 40% всех случаев заболеваний дизентерией, затем этот серовар стал встречаться все реже и почти исчез. Однако в 60 – 80-е годы Sh. dysenteriae1 серовара вновь появилась и вызвала серию эпидемий, которые привели к формированию трех гиперэндемических очагов ее – в Центральной Америке, Центральной Африке и Южной Азии.

Причины смены видового состава возбудителей дизентерии, по-видимому, связаны с изменением коллективного иммунитета и с изменением свойств дизентерийных бактерий. В частности, возвращение Sh. dysenteriaeI серовара и ее широкое распространение связывают с приобретением ею плазмид, обусловивших множественную лекарственную устойчивость и повышенную вирулентность.

В настоящее время преобладают заболевания, вызванные Sh. Sonnei и Sh. flexneri . Естественная восприимчивость людей к дизентерии высокая. Дизентерия распространена повсеместно. Обычно заболевания возникают в виде вспышек алиментарного или водного характера. Чаще болеют дети до 10-летнего возраста. Характерна летне-осенняя сезонность. Шигеллы поражают дистальные отделы толстого кишечника – сигмовидную и прямую кишку, вызывая дизентерию. Дизентерия (dysenteria) – острое инфекционное заболевание, которое клинически проявляется частым болезненным стулом с кроваво-слизистыми испражнениями и интоксикацией.

Патогенез. Шигеллы прикрепляются к М-клеткам, которые покрывают региональные лимфатические образования подслизистой кишечника. Через М-клетки шигеллы проникают в подслизистую оболочку, где поглощаются макрофагами. Взаимодействие шигелл с макрофагами приводит к гибели последних, следствием чего является выделение ИЛ-1 и ИЛ-18, которые вызывают острое воспаление в подслизистой с привлечением большого количества нейтрофилов. Гибель фагоцитов позволяет шигеллам сохранить жизнеспособность и проникать в эпителиальные клетки слизистой оболочки через базальную мембрану. Внутри энтероцитов шигеллы размножаются, проникают в соседние клетки, что приводит к появлению эрозий. В результате гибели шигелл происходит выделение токсина Шига, шигаподобных токсинов и эндотоксина, что приводит к появлению крови в испражнениях. Инкубационный период дизентерии колеблется от нескольких часов до трех – пяти дней. Постепенно или сразу развиваются явления острого колита. Характерны резкие, коликообразные боли в животе и частые, ложные, мучительные позывы к дефекации – тенезмы (до 20 – 30 раз в сутки). Испражнения становятся слизисто-водянистыми, с примесью слизи и гноя, а при более тяжелом течении дизентерии – крови, гноя и частиц слизистой кишечника. Заболевание продолжается 1 – 3 недели. Могут встречаться атипичные, стертые формы. Заболевания, вызванные Sh. sonnei, могут начинаться по типу пищевых токсикоинфекций. Примерно в 3% случаев заболевание переходит в хроническую форму, в 2% - формируется длительное бактерионосительство.

По морфологическим признакам шигеллы не отличимы от других представителей семейства Enterobacteriaceae. Бактерии дизентерии капсул не имеют, на твёрдых средах образуют гладкие (S-) и шероховатые (R-) колонии. S-колонии круглые, куполообразные, гладкие, полупрозрачные в проходящем свете.

R-колонии дизентерии неправильной формы, плоские, тусклые, с шероховатой поверхностью и неровными краями. Б жидких средах S-формы дизентерии дают равномерное помутнение, R-формы образуют придонный осадок, среда остаётся прозрачной.

Биохимические свойства дизентерии

По сравнению с прочими кишечными бактериями биохимически шигеллы инертны (см. табл. 18-1). Все шигеллы не образуют H 2 S и не ферментируют лактозу на агаре Клиглера. Образование индола вариабельно (его образует более половины штаммов S. dysenteriae, S. flexneri и S. boydii). В некоторых случаях определение свойств бактерий на минимальном дифференцирующем ряду может дать ориентировочные представления и о видовой принадлежности.

Наименьшей ферментативной активностью обладает S. dysenteriae (палочка Григорьева-Шига-Крузе ). Бактерии ферментируют лишь глюкозу без газообразования. Поскольку они не разлагают маннит, а другие виды его ферментируют, они также известны как маннит-негативные шигеллы.

S. flexneri (палочка Флекснера ) не ферментирует лактозу, дульцит и ксилозу; почти все палочки образуют индол. Бактерии 6-й серологической группы (также известные как шигеллы Манчестер и Ньюкасл) образуют небольшое количество газа при ферментации глюкозы и других сбраживаемых углеводов.

Весьма сходной биохимической активностью обладают и S. boydii, но они также ферментируют ксилозу, дульцит и арабинозу (обычно в первые 24 ч). Некоторые шигеллы Бонда также способны ферментировать мальтозу (на 6-20-е сутки), что имеет практическое значение при идентификации культур.

S. sonnei не ферментируют сорбит и дульцит, не образуют индол, но расщепляют ксилозу и арабинозу, что сближает их с шигеллами Бонда. Отличительная особенность - способность расти при 45 С, ферментировать рамнозу, а также лактозу и сахарозу в более поздние сроки.