- цитотонины – термолабильные LT (I и II) и термостабильные ST (I и II) энтеротоксины. Молекула LT токсина состоит из 2 фрагментов А и В. Фрагмент В состоит из 5 одинаковых субъединиц.
Функции: соединяется с рецептором клетки (Gm-ганглиозидом) и формирует внутримембранный канал. Фрагмент А состоит из 2 пептидных цепей: А1 – собственно токсин и А2 – связывает А1 и В. Токсин А активирует в клетке аденилатциклазу, что приводит к гидролизу АТФ и накоплению циклического АМФ, который вызывает нарушение водно-солевого баланса. Происходит гиперсекреция клетками кишечника жидкости, содержащей Na, K, Cl, бикарбонаты – развивается диарея. Рецептором ST- токсина является белок мембраны энтероцита, ST повышает проницаемость капилляров, вызывает накопление цГМФ, что ведет к диарее.
- цитотоксины. Различают 2 типа SLT (шигаподобный токсин): I и II. Синтез токсинов контролируется умеренными конвертирующими фагами (tox- гены) вызывает повреждение поверхности эпителия с образованием эрозий и умеренного воспаления и разрушает эпителий мелких кровеносных сосудов. Образование сгустков крови, выпадение фибрина приводит к нарушению кровообращения, ишемии, некрозу. Клинически – в кале слизь и кровь.
4. Эндотоксины - ЛПС. Определяют Аг специфичность бактерий, форму колоний (S в R), эндотоксикоз.
На степень тяжести заболевания влияет наличие дополнительных плазмид:
Col – синтез колицинов;
R - устойчивость к АБ;
Hly - синтез гемолизина;
F - конъюгативные свойства;
Ent - синтез энтеротоксинов.
От наличия тех или иных факторов патогенности диареегенные эшерихии разделяют на 5 категорий:
- ЭПКП – энтеропатогенные. Входят 9 серогрупп 1 класса и 4 серогруппы 2 класса. Имеют ФП: ЕАF, адгезии (к клеткам Heр -2), SLT. Основные возбудители диареи у детей. Все серотипы имеют плазмиду – фактор адгезивности. Заболевание протекает тяжело, продолжается 2 и более недель.
- ЭТКП – энтеротоксигенные. Входят 17 серогрупп. ФП: СFA I, II, IV; LT или ST. В слаборазвитых станах – основные возбудители гастроэнтеритов у детей младшего возраста.
В развитых станах – причина «диареи путешественников», гастроэнтеритов. Частые возбудители О-153, О-25;
- ЭИКП – энтероинвазивные. Вхрдят 9 серогрупп. ФП: инвазии, кодируются хромосомными и плазмидными генами. Неподвижные, не ферментируют лактозу. Клиника напоминает шигеллезы: абдоминальные боли, профузный понос с кровью. Частые возбудители О-143, О- 144;
- ЭГКП – энтерогеморрагические. Входят 4 серогруппы. ФП: адгезии (к клеткам Henle -407), SLT I и II. Вызывает геморрагический колит, гемолитико – уремический синдром. Частые возбудители О-157, О-26. Часто letalis.
- ЭАКП – энтероадгезивные (адгерентные). ФП: адгезия (к клеткам Heр -2), нет цитотоксинов, нет факторов инвазии, плазмидного фактора адгезии.
Эпидемиология.
Механизм передачи - фекально- оральный;
Путь передачи - алиментарный, водный, контакт с животными. В закрытых коллективах – основной путь – контактно- бытовой.
Природный резервуар неизвестен. Циркулируют в кишечнике животных (КСР).
В слаборазвитых станах – основные возбудители гастроэнтеритов у детей младшего возраста. В развитых станах – причина «диареи путешественников», гастроэнтеритов. В основном болеют дети 1 -3 лет, подростки и взрослые.
Лабораторная диагностика.
1 день. Посев испражнений на дифференциально-диагностическую среду Эндо. Морфология, культуральные, биохимические свойства одинаковые с нормальной E. coli. Отличаются только по Аг структуре.
2 день. Учесть характер роста на стреде Эндо. Через 24 часа с чашки Эндо агглютинируют не менее 10 колоний с поливалентной сывороткой ОКА, содержащей АТ к 23 К-Аг. При + реакции остатки колонии отсевают на среду Клиглера штрихами и уколом.
3 день. Учесть изменения на среде Клиглера.
Ставят «пестрый ряд» Гисса для изучения б/х свойств, чувствительность к антибиотикам, коли-протейному фагу (КПФ).
4 день. Реакция #, если в 1 ряду пробирок («гретая») есть агглютинация не менее, чем до половины титра, указанного на этикетке с сывороткой. Выдача ответа.
2. ПЦР.
Серологический метод не применяется, т.к имеются перекрестные АТ с нормальными эшерихиями.
Лечение.
1. КПФ, бактериофаг коли (ИБП п. 2.24-2.26);
2. Интестибактериофаг (ИБП п. 2.23).
3. Антибиотики с учетом резистентности;
4. Дегидротационная терапия: р-р Регидрона.
Дизентерия – инфекционное заболевание, характеризующееся общей интоксикацией, поносом и язвено – некротическим поражением дистальных отделов толстого кишечника.
Род Shigella выделили Кастелани и Чалмерс (1919). Назван в честь Киёси Шига.
1888г – начал изучать Видаль;
1891г - Григорьев А.В. выделил чистую культуру;
1898г – Шига изучил возбудитель и получил сыворотку;
1900г – Флекснер;
1915г - Зонне;
1917г – Штуцер и Шмитц;
1934г – Лардж;
1943г – Сакс;
1942г – Бойд;
1943г – Новгородская Э.М.
Морфология.
Короткие, неподвижные, грамотрицательные палочки, не образующие спор и капсулу.
Хорошо растут на простых питательных средах. Не растут на средах с цитратом и малонатом;
Сероводород не образуют;
Реакция Фогес-Проскауэра (-);
Биохимически не активны. Лактозу не ферментируют. Ферментируют глюкозу с образованием только кислоты (кроме некоторых б/в S. flexneri 6);
Желатин не гидролизуют;
Каталаза (+);
Лизин (-);
Фенилаланин (ФА) (-);
Факультативный анаэроб, температурный оптимум 37°С, выше 45°С не растут, рН 6,7-7,2.
Культуральные свойства.
Рост колоний:
1. на плотных средах - круглые, выпуклые, прозрачные, в случае диссоциации образуют шероховатые R- формы. На Эндо – Lac-.
2. на жидких средах – диффузный рост (помутнение). Шероховатые культуры дают осадок.
S. sonne образуют колонии 2 типов:
- колонии I фазы - гладкие, выпуклые, вирулентные. Имеется плазмида.
- колонии II фазы – шероховатые, плоские, крупные, авирулентные (плазмида утрачена).
Классификация.
Межвидовое различие определяется:
1. б/х свойствами (отношение к манниту и глюкозе);
2. АГ структурой.
Существует 4 вида шигелл:
Группа А – S. disenteria (не ферментируют маннит)
Группа В - S. flexneri
Группа С - S. boydii
Группа Д - S. sonne.
Группы В-Д расщепляют маннит. S. sonne медленно, на 2-4 сутки ферментирует лактозу.
S. disenteria - различают 12 сероваров. Наиболее патогенен серовар 1 (Григорьева – Шига), единственный, который продуцирует мощный экзотоксин; серовар 2 – Штуцера-Шмитца; серовар 3 – Лардж – Сакса.
S. flexneri – имеет сложное антигенное строение:
6 типовых АГ (плюс X и Y) – S.подразделяются на серовары;
4 групповых АГ в разных составах - S. подразделяются на подсеровары.
S. flexneri 6 ферментирует глюкозу с образованием КГ.
S. boydii – по типовым АГ различают 18 сероваров. Иногда продуцируют индол.
S. sonne – один вид. АГ строение одинаковое, на серовары не подразделяется (или 1 серовар).
Типирование.
S. sonne подразделяется на 4 биохимических типа по ферментации рамнозы, ксилозы, мальтозы.
S. flexneri наиболее биохимически активна. Подразделяется на 3 ферментативных типа по ферментации глюкозы, маннита и дульцита: Бойд 88, Манчестер, Ньюкастл.
3. Колицинотипирование – определяют чувствительность шигеллы к определенным колицинам. Колициногенотипирование – определяют способность продуцировать определенный тип колицина.
Резистентность.
Устойчивы во внешней среде:
На х/б ткани и бумаге сохраняется до 36 дней;
В высохших испажнениях – 4-5 месяцев;
В почве – 4 мес;
В воде – от2 недель до 3 месяцев;
На фруктах, овощах – 2 недели;
В молоке и молочных продуктах – несколько месяцев;
Погибает при 60°С через 15-20 минут;
Чувствительны к дезинфектантам.
Факторы патогенности.
Способны внедрятся в эпителиальные клетки, размножаться, вызывать их гибель.
Определяют:
- в керато-конъюнктивальной пробе на морской свинке;
- при заражении культуры клеток – цитотоксическое действие;
- при заражении куриных эмбрионов – гибель;
- при интраназальном заражение белых мышей – пневмония.
I. Взаимодействие с эпителием слизистых оболочек – факторы адгезии и колонизации – пили, ЛПС, белки наружной мембраны, ферменты патогенности – нейроминидаза, гиалуронидаза, муциназа;
II. Устойчивость к гуморальным и клеточным механизмам защиты, способность шигелл проникать в энтероциты, размножаться в них и макрофагах, оказывать цитотоксический и энтеротоксический эффект. Эти свойства контролируются плазмидой, кодирующей синтез наружной мембраны (инвазия) и хромосомными генами kcp A (кератоконъюнктивит), cyt (разрушение клеток). Защита от фагоцитоза – К-Аг; Аг -3,4; ЛПС. Липид А – иммуносупрессивное действие.
- эндотоксин (ЛПС) оказывает общую интоксикацию;
- токсин Шига (нейротоксин) оказывает прямое цитотоксическое действие- S. disenteria 1;
- 2 типа шигаподных токсина (SLT-I и SLT-2). Повреждают поверхность эпителия с образованием эрозий и умеренного воспаления.
- энтеротоксин (LT). Стимулирует активность аденилатциклазы, что ведет к накоплению цАМФ, нарушению водно-солевого обмена и диареи. Контролируется плазмидными генами.
S. sonne имеют плазмиду, отвечающую за вирулентность и образование колоний I фазы.
Эпидемиология. 57
Антропоноз. В эксперименте – заражение обезьян.
Способ заражения – фекально-оральный;
Пути передачи – водный, пищевой (молочные продукты), контактно-бытовой.
S. disenteria 1 редко всречается с конца 30 гг. XX века. Сейчас имеются гиперэндемические очаги в Китае, Индии, Пакистане, Камбожди. Связывают с приобретением плазмиды вирулентности (Vi) и лекарственной резистентности (R). Для заражения требуется несколько клеток. Имеется сильнейший токсин;
S. flexneri - 1-10 тыс клеток;
S. sonne – свыше 10 тыс. клеток.
Патогенез.
И.п. 1-5 дней, иногда 6 часов.
Формирование очага в толстом кишечнике носит циклический характер.
Этапы размножения и взаимодействия:
Адгезия → колонизация → внедрение шигелл в цитоплазму энтероцитов →их поражение и разрушение. Происходит отторжение клеток → выход возбудителя в просвет кишечника. Цикл повторяется. Его интенсивность зависит от концентрации возбудителя в пристеночном слое слизистой. Очаг воспаления увеличивается, образуются эрозии, которые соединяются. В испражнениях появляются кровь, слизисто-гнойные комочки, полиморфно-ядерные лейкоциты.
Клиника.
Начало острое, повышение Т, мышечные боли, общее недомогание, частый жидкий стул до 20-50 раз в сутки - «ректальный плевок», тенезмы – болезненные позывы приказного характера к дефекации. Большого кровотечения не бывает.
Иммунитет.
Постинфекционный, напряженный, прочный, длительный, обусловлен АТ, Т-лимфоцитами (киллерами), макрофагами. Большая роль местного иммунитета (IgA). Выраженный типоспецифический характер, перекрестного иммунитета не наступает.
Вопросы для подготовки к зачёту по разделу
Эшерихии – самостоятельный род в сем. Enterobacteriaceae. В 1885 г. Т. Эшерих выделил микроб от больного диареей ребенка. В настоящее время род объединяет 6 видов:
- Escherichia coli;
- E. adecarboxylata;
- E. blattae;
- E. hermanii;
- E. vulneris;
- E. fergusonii;
Медицинское значение кишечной палочки
- вызывает гнойно-воспалительных и гнойно-септических заболеваний;
- возбудитель диареи (эшерихиозов);
- является санитарным показателем фекального загрязнения объектов внешней среды (воды, поверхностей, пищевых продуктов, почвы);
- является условно0патогенным организмом в нормальной микрофлоре кишечника.
Морфология
Мелкие подвижные и неподвижные грам (-) палочки, спор не образуют, нередко имеют капсулу или микрокапсулу.
Биохимические свойства:
Аэробы или факультативные анаэробы;
Температурный оптимум 37° С;
Ферментируют глюкозу и другие углеводы с образованием К и КГ;
Лактозу ферментируют (lac+) или не ферментируют (lac -);
Осидаза - отрицательны;
Каталаза - положительны;
Реакция ФП отрицательна;
Сероводород не образуют;
Уреазная активность отсутствует;
Желатин не гидролизуют.
Устойчивость к факторам внешней среды
Сохраняются во внешней среде до нескольких месяцев.
Чувствительны к дезсредствам в обычной концентрации.
При 55° С гибнут через 1 час, при 60° С – через 15 мин.
Рост на средах.
- на плотных средах образуют опалово-мутные S-колонии, 0,3-0,5 см в диаметре;
-иногда образуют R (шероховатые) и М (слизистые) колонии;
- на жидких средах растут диффузно с образование осадка или пленки или пристеночного кольца;
- на среде Эндо образуют красные колонии с металлическим блеском (ферментирующие лактозу) или бледно- розовые колонии (не ферментирующие лактозу);
- на среде Левина - темно-синие колонии (lac+) или бесцветные (lac -);
- на среде Плоскирева – красные колонии (lac+) и бесцветные (lac -);
- на кровяном агаре могут давать гемолиз.
Антигенная структура
Патогенные и непатогенные кишечные палочки морфологически, культурально, биохимически не отличаются. Дифференцировка основана на структуре поверхностных Аг.
По О – Аг выделяют 171 вариант,
По Н - Аг – 57 вариантов,
По К - Аг – 90 вариантов.
Ведущее типирование осуществляют по О-Аг, специфичность определяется ЛПС.
Н-Аг термолабильный, разрушается при 60С.
К-Аг подразделяется на три группы:
А – разрушается при 100С в течение 2 часов;
В - разрушается при 90С
L - разрушается при 60С.
К - Аг образуют кислые полисахариды, редко протеины. Маскирует О-Аг, приводит к О-инагглютинабельности.
О-Аг определяет серогруппу, Н-Аг – серовариант.
Факторы патогенности.
Различают 4 фактора патогенности:
1. Факторы адгезии и колонизации. Кодируются плазмидными генами.
- СFA I-VI – фактор колонизации. Имеют фимбриальную структуру.
- EAF – фактор адгеренции (адгезии) - выявляется по способности прикрепляться к клеткам Heр-2. Это белки наружной мембраны.
- фактор адгезии (выявляется по способности прикрепляться к клеткам Henle-407). Фимбриальная структура. Контролируется плазмидными генами. Иногда функцию адгезина выполняет ЛПС.
2. Факторы инвазии. Отвечают за проникновение в эпителиальные клетки кишечника, размножение и разрушение их. Роль – белки наружной мембаны, кодируются плазмидой.
Лабораторная диагностика.
1.Бактериологический метод посев на среды Эндо, Плоскирева, Левина. Отбор лактозонегативных колоний. Изучений биохимических свойств, Аг структуры в РА на стекле (иммуноиндикация), чувствительности к дизентерийному бактериофагу. «Золотой стандарт».
2. Серологический метод. Определение титра антител в сыворотке крови. РПГА с эритроцитарными антигенными диагностикумами Флекснер 1-5; Флекснер 6; Зонне. Из-за короткого и.п. реакция отрицательна у больных в острой фазе болезни. Эффективна для обнаружения бактерионосителей и обследовании контактных лиц.
3. Аллергическая проба с дизентерином (вакцина Цуверкалова). В основе – ГЗТ. Положительная проба – отек и гиперемия d 10-20мм через 24 ч. в настоящее время не применяется.
4. ПЦР. Ответ через 6-8 часов. 58
Лечение.
- этиотропная терапия: АБ, СА;
- бактериофаг дизентерийный поливалентный (ИБП п. 3.1-3.2), интестибактериофаг (ИБП п. 2.23).
- симптоматическое: восстановление водно-электролитного баланса.
- патогенетическое.
Профилактика.
Специфическая профилактика не разработана. Неспецифическая – соблюдения санитарно-эпидемиологического режима.