Общая микробиология
 Скачать 0.8 Mb.
|
|
Энтерогеморрагические эшерихии. Основными факторами патогенности ЭГКП являются интимин, эффекторные белки, шига-подобные токсины, серинпротеаза и гемолизин. Синтез факторов патогенности ЭГКП детерминируется генами островков патогенности хромосомы, генами умеренного фага и плазмидными генами. Энтерогеморрагические кишечные палочки продуцируют шига-подобный токсин (веротоксин), поэтому обозначаются как STEC или VTEC. ЭГКП с помощью пилей и интимина вначале адгезируются и размножаются на поверхности эпителиальных клеток. В последующем ЭГКП продуцируют Шигаподобные токсины SLT-I (Sth-1 или VT-1) и SLT-II (Sth-2 или VT-2), которые проникают в кровь, разрушают эндотелий кровеносных сосудов кишечника. В результате этого нарушается кровоток, возникает кровотечение, развивается ишемия и некроз клеточной стенки (геморрагический колит). Шига-подобные токсины кодируются генами, переносимыми умеренными бактериофагами. Эти токсины состоят из двух субъединиц – А и В. Субъединица В связывается с гликолипидным рецептором клетки (Gb3/Gb4) и обеспечивает внутриклеточное поступление субъединицы А. В результате этого в клетке блокируется белковый синтез, что ведет к гибели клетки. ЭГКП поражают толстый кишечник. ЭГКП обусловливают развитие колитического синдрома. Инкубационный период составляет 2-3 дня. Характерны схваткообразные боли в животе, тошнота, рвота, жидкий стул до 5-10 раз в сутки. При этой инфекции кал с кровью. У части больных возможно развитие ГУС (гемолитико-уремического синдрома, синдрома Гассера), который характеризуется триадой симптомов (гемолитическая анемия, тромбоцитопения, острая почечная недостаточность) и может привести к летальному исходу. Тип вспышек – пищевой. Источник инфекции – крупный рогатый скот и овцы. Основной путь передачи – алиментарный (употребление в пищу не прошедших термической обработки мясных продуктов и молока). Сезонность летне-осенняя. Поражаются все возрастные группы. Болеют дети и взрослые. Больной человек заразен для окружающих. К числу ЭГКП относятся серогруппы О26, О111, О145, О157. Особую эпидемиологическую опасность представляют штаммы Е. coli О157:Н7 и Е. coli О104:Н4. Летальность при эшерихиозе, вызванном Е. coli О157, достигает 3-5%. Кишечная палочка серогруппы О157:Н7 устойчива к неблагоприятным факторам внешней среды, что способствует ее выживанию и размножению в продуктах питания. Энтерогеморрагический штамм Е. coli О104:Н4 продуцирует шига-токсин, но не синтезирует белок интимин (фактор адгезии) и отличается полирезистентностью к антибиотикам. Энтероагрегативные кишечные палочки (ЭАКП) не образуют цитотоксины и не проникают в эпителиальные клетки. Они поражают эпителий тонкого кишечника и склонны к аутоагглютинации. Свое название ЭАКП получили за счет быстрого прикрепления к поверхности клеток с помощью фимбриальных адгезинов AAF (aggregative adherence fimbriae). Прикрепившись к эпителиальным клеткам, они формируют агрегаты в виде кирпичной кладки. После прикрепления ЭАКП стимулируют выработку клетками слизи, что ведет к образованию толстой слизистой биопленки. В образовании пленки участвуют белок дисперзин. Фактором патогенности ЭАКП является также энтеротоксин ST. ЭАКП колонизируют тонкий и толстый кишечник, вызывают секреторную диарею, поражают как детей, так и взрослых. Агрегативную адгезию обусловливают пили AAF/1, AAF/2, GVVPQ. К факторам патогенности ЭАКП относятся также термостабильный энтеротоксин, гемолизин, цитотоксин. Диффузно-адгерентные кишечные палочки (ДАКП) имеют как фимбриальные, так и афимбриальные адгезины. Лабораторная диагностика эшерихиозов. Основной метод диагностики – бактериологический. Исследуемый материал при кишечных эшерихиозах – фекалии, рвотные массы, пищевые продукты. При парентеральных эшерихиозах исследуют материал из соответствующего очага (моча, кровь). Первичный посев проводят на среду Эндо. Лактозоположительные колонии подвергают серологической идентификации с помощью реакции агглютинации на стекле с диагностическими поливалентными эшерихиозными сыворотками, а также пересевают на комбинированную среду и скошенный агар для последующей биохимической и серологической идентификации. В качестве комбинированной среды используют среду Клиглера, среду Олькеницкого или другую среду. Среда Клиглера позволяет выявлять ферментацию лактозы и глюкозы и образование сероводорода. Исходный цвет среды Клиглера – оранжево-красный. Ферментация углеводов проявляется изменением цвета скоса и столбика среды на желтый. Образование газообразных продуктов разложения сахаров проявляется характерными разрывами столбика среды и образованием пузырьков. Образование сероводорода приводит к появлению черного преципитата. Среда Олькеницкого предназначена для определения ферментации лактозы, сахарозы, глюкозы и наличия уреазы. Исходный цвет среды – розовый. Ферментация углеводов и образование газов проявляется теми же признаками, что и на среде Клиглера. Наличие уреазы сопровождается изменением цвета среды на красный. Для изучения биохимических свойств используют среду Симмонса, среду с мочевиной, среду с лизином, среды Гиса с адонитом, инозитом, сорбитом, рамнозой, среду Кларка. Для проведения реакции агглютинации на стекле используют диагностические поливалентные эшерихиозные сыворотками групп ОКА, ОКВ, ОКС, ОКД и ОКЕ. Каждая группа сывороток содержит специфические О- и К-агглютинины против антигенов патогенных эшерихий. Агглютинины получают из сывороток кроликов или баранов, гипериммунизированных корпускулярными антигенами эшерихий. Для идентификации E. coli по ферментативным свойствам могут быть использованы автоматизированные диагностические полоски, тест-системы API-20E, Enterotube, пластины биохимические, дифференцирующие энтеробактерии и другие системы. В качестве экспресс-диагностики эшерихиозов используют ПЦР для обнаружения генов вирулентности и ИФА для определения типа энтеротоксина. Лечение направлено, прежде всего, на восстановление вводно-солевого баланса организма. Рекомендуется также использовать коли-протейный бактериофаг, полимиксин-М, эритромицин, пробиотики. Из пробиотиков рекомендуется использовать колибактерин, бифидумбактерин, бификол, лактобактерин и другие препараты. Профилактика. Специфическая профилактика эшерихиозов не разработана. Основу неспецифической профилактики составляют санитарно-гигиенические и противоэпидемические мероприятия: соблюдение правил гигиены, термическая обработка продуктов питания. Вопрос 6. Сальмонеллы, их биологические свойства. Классификация. Возбудители тифо-паратифозных заболеваний. Патогенез брюшного тифа. Микробиологическая диагностика. Иммунитет. Специфическая профилактика брюшного тифа. Выявление бактерионосителей. Морфологические и тинкториальные свойства. Сальмонеллы представляют собой короткие грамотрицательные палочки с закругленными концами. Сальмонеллы подвижны за счет перитрихиально расположенных жгутиков. На поверхности сальмонелл располагаются пили (ворсинки, фимбрии), служащие для адгезии бактерий к клеткам макроорганизма. Сальмонеллы имеют несколько различных классов фимбрий, в том числе длинные полярные или полюсные фимбрии Lpf, тонкие фимбрии Pef и фимбрии Fim. Каждый класс фимбрий обеспечивает прикрепление сальмонелл к разным видам клеток макроорганизма. Сальмонеллы не образуют спор. Некоторые виды сальмонелл (в частности, S. typhi и S. paratyphi C) имеют микрокапсулу. Сальмонеллы размножаются поперечным делением. Культуральные и биохимические свойства. Сальмонеллы являются факультативными анаэробами. Он хорошо растут в аэробных условиях на простых питательных средах при температуре от 4С до 45С и рН 4,1-9,0. Оптимальная температура для роста сальмонелл равна 37С. На МПА сальмонеллы образуют серо-белые слегка выпуклые колонии R- и S-формы с голубоватым оттенком диаметром 2-4 мм. Дифференциально-диагностическими плотными питательными средами для сальмонелл являются среды Эндо, Плоскирева, Левина, висмут-сульфитный агар (ВСА). В частности, на среде Эндо сальмонеллы формируют серо-белые (бесцветные) или розоватые лактозоотрицательные колонии. На среде Плоскирева сальмонеллы также образуют серо-белые (бесцветные) мутноватые лактозонегативные колонии. На висмут-сульфитном агаре сальмонеллы образуют черные колонии с ртутным блеском, окруженные черным ободком прокрашенной среды (возбудитель брюшного тифа) или колонии темно-зеленого цвета (паратифозные бактерии). Этот признак является характерным для сальмонелл. В жидких средах сальмонеллы вызывают диффузное помутнение. Сальмонеллы ферментируют глюкозу до кислоты и газа (S. typhi при разложении углеводов не образует газа), продуцируют сероводород, не разлагают лактозу и сахарозу, не разжижают желатин, не образуют индол. Ферментацию углеводов и образование сероводорода можно выявить на среде Клиглера (двухсахарном агаре, содержащем глюкозу и лактозу) или среде Олькеницкого (трехсахарном агаре, содержащем глюкозу, лактозу и сахарозу). В частности, готовая среда Клиглера имеет оранжево-красный цвет. Разложение глюкозы и образование сероводорода сопровождается почернением столбика агара с сохранением красного цвета “язычка” среды. Готовая среда Олькеницкого также имеет красный цвет. Ферментация глюкозы проявляется изменением цвета столбика среды на желтый с сохранением красного цвета “язычка” среды. Наличие черного преципитата на границе столбика и скошенной части указывает на то, что сальмонеллы продуцируют сероводород. Паратифозные бактерии ферментируют глюкозу до кислоты и газа, что проявляется пожелтением среды и разрывами столбика агара. Антигенная структура. Соматический О-антиген локализуется в клеточной стенке сальмонелл. Он представляет собой терминальную S-цепочку повторяющихся сахаров, связанных с R-ядром липополисахарида. Терминальные повторяющиеся единицы полисахарида располагаются на поверхности клетки в виде микроворсинок. О-антиген термостабильный, выдерживает кипячение в течение 2,5 часов, инактивируется формалином. Каждый О-антиген сальмонелл обозначается цифрой. В соответствии с содержанием тех или иных О-антигенов все сальмонеллы распределяются на серологические группы, которые обозначаются прописными буквами латинского алфавита (A, B, C, D и т. д.). В каждую серогруппу входят сальмонеллы с одним или несколькими идентичными О-антигенами. Например, серогруппа В включает сальмонеллы с О-антигенами 1, 4, 5 и 12, но специфичным для этой серогруппы является О-антиген 4. Почти все заболевания у человека вызваны сальмонеллами групп А, В, С, D и E. Жгутиковый Н-антиген представляет собой белок (флагеллин). Он может существовать в двух фазах: первой (специфической) и второй (неспецифической). Н-антигены первой фазы характерны для определенного вида сальмонелл, а антигены второй фазы встречаются у представителей разных видов. Это связано с тем, что синтез Н-антигена кодируется двумя независимыми генами. Функционирование одного гена исключает работу другого. Поэтому в каждой клетке может быть синтезирован только одна фаза Н-антигена. Первая фаза обозначается строчными латинскими буквами, вторая фаза - цифрами. Капсульные К-антигены содержат некоторые серовары сальмонелл, имеющие микрокапсулу. Разновидностью К-антигена сальмонелл является Viантиген, который имеется у возбудителя брюшного тифа. По химической структуре он представляет собой мукополисахарид. Vi-антиген обладает выраженной иммуногенностью, поэтому используется при производстве брюшнотифозных вакцин. Этот антиген является рецептором для бактериофагов. При анализе вспышек брюшного тифа с целью определения источника инфекции с помощью набора Vi-фагов устанавливают фаговар S. Typhi. Vi-антиген может препятствовать агглютинации сальмонелл О-сыворотками. К факторам патогенности сальмонелл относятся токсины, пили, белки наружной мембраны, резистентность к фагоцитозу и Vi-антиген. Сальмонеллы разных видов и подвидов обладают разным набором токсинов. Эндотоксин выделяется при разрушении бактериальной клетки. Он вызывает развитие лихорадки в случае бактериемии, вызванной сальмонеллами. Некоторые сальмонеллы, особенно сальмонеллы животного происхождения, образуют белковые термостабильный и термолабильный энтеротоксины, которые схожи с холерным энтеротоксином и LТ-токсином энтеротоксигенных кишечных палочек. Цитотоксины (шигаподобные токсины) угнетают синтез белка энтероцитами. Пили (ворсинки, фимбрии) способствуют адгезии бактерий на клетках слизистой оболочки кишечника. У сальмонелл идентифицировано несколько типов фимбрий, участвующих в адгезии и колонизации (Fim, Lpf, Pef). Фимбрии 1-го типа Fim связываются с D-маннозными рецепторами на поверхности разных клеток. Длинные полярные фимбрии Lpf связываются с поверхностью клеток пейеровых бляшек. Тонкие фимбрии Pef связываются с ворсинками энтероцитов. Факторы инвазии (белки наружной мембраны) обеспечивают сальмонеллам трансцитоз через М-клетки слизистой оболочки кишечника. Резистентность к фагоцитозу позволяет сальмонеллам сохраняться и размножаться внутри фагоцитов. Vi-антиген препятствует фагоцитозу. Факторы патогенности сальмонелл кодируются генами, расположенными на хромосоме. Особое значение имеют гены, расположенные в двух классах локусов: гены, кодирующие поверхностные структуры (ЛПС, жгутики, фимбрии), и специфические гены патогенности, кодирующие факторы, которые видоизменяют физиологию клеток хозяина или защищают бактерию от антимикробных систем хозяина. В геноме сальмонелл описано несколько участков генов, кодирующих их патогенные свойства. Эти участки обозначаются как “островки патогенности” (Salmonella pathogenicity island, SPI). В зависимости от источника инфекции, путей передачивозбудителя, особенностей патогенеза и форм проявления инфекционного процессавыделяют следующие нозологические формы сальмонеллезной этиологии: - брюшной тиф; - паратифы А, В и С; - сальмонеллезы, возбудителями которых являются сальмонеллы животного происхождения; - госпитальный (нозокомиальный) сальмонеллез. Классификация. Сальмонеллы относятся к отделу Gracilicutes, порядку Enterobacteriales, семейству Enterobacteriaceae, роду Salmonella. Первые выделенные сальмонеллы получали название болезни, которую они вызывали (S. typhi, S. paratyphi), название страны (S. brasil, S. canada), города (S. hamburg, S. moscov) или конкретного места выделения культуры (квартала, улицы). Согласно современной классификации, основанной на строении ДНК, род Salmonella состоит из двух видов - вида S. enterica и вида S. bongori. В состав вида S. enterica включены все сальмонеллы, являющиеся возбудителями заболеваний человека и теплокровных животных. Этот вид объединяет 6 подвидов: - подвид I - S. enterica (S. enterica subsp. enterica); - подвид II - S. salamae (S. enterica subsp. salamae); - подвид IIIа - S. arizonae (S. enterica subsp. arizonae); - подвид IIIb - S. diarizonae (S. enterica subsp. diarizonae); - подвид IV - S. houtenae (S. enterica subsp. houtenae); - подвид VI - S. indica (S. enterica subsp. indica). Каждый из этих подвидов включает множество серотипов, а каждый серотип объединяет десятки, а то и тысячи штаммов. Большинство патогенных для человека сальмонелл принадлежит к подвиду enterica. Вид S. bongori ранее относили к подвиду V вида S. enterica. В настоящее время этот вид объединяет сальмонелл, выделенных от холоднокровных животных. Представители этого вида не являются патогенными для человека. Название серовара сальмонелл пишется с заглавной буквы, а обозначение подвида или серотипа – с прописной буквы. Например, серовар Salmonella Typhi, но Salmonella enterica подвид enterica серотип typhi. В частности, полные названия возбудителей брюшного тифа и паратифов следующие: - Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhi; - Salmonella enterica subsp. enterica serovar Paratyphi A; - Salmonella enterica subsp. enterica serovar Paratyphi B; - Salmonella enterica subsp. enterica serovar Paratyphi C. На практике для обозначения сальмонелл часто применяют более короткие названия, например, Salmonella heidelberg, Salmonella newport. В 1934 г. Ф. Кауфман и П. Уайт предложили распределять все штаммы сальмонелл по антигенной структуре. В соответствии с этой классификацией сальмонеллы по строению О-антигена распределены на серогруппы. Каждая серогруппа обозначается заглавными латинскими буквами (А, В, С и т. д.). Внутри серогруппы сальмонеллы распределяются на серовары. По строению Н-антигена сальмонеллы распределены на две фазы: фаза 1 (специфическая) и фаза 2 (неспецифическая). Патогенные для человека сальмонеллы принадлежат в основном к серогруппам А-D. Брюшной тиф и паратифы. Брюшной тиф и паратифы А и В относятся к группе антропонозных кишечных инфекций, источником возбудителя при которых является больной человек или человек - бактерионоситель. Источником инфекции при паратифе С могут быть свиньи и крупный рогатый скот. Возбудителем брюшного тифа является S. Typhi, а возбудителями паратифов - S. Paratyphi A, S. Paratyphi В и S. Paratyphi С. В настоящее время чаще всего регистрируется брюшной тиф, реже – паратиф В, еще реже - паратиф А и крайне редко - паратиф С. Брюшной тиф характеризуется язвенным поражением лимфатического аппарата тонкой кишки, циклическим течением, бактериемией, продолжительной лихорадкой, розеолезной сыпью на коже туловища, кишечными расстройствами, тяжелой интоксикацией организма. Изъязвление некротизированных пейеровых бляшек подвздошной кишки примерно в 1% случаев приводит к прободению кишечника и кишечному кровотечению. Патогенез брюшного тифа и паратифов. В развитии брюшного тифа выделяют следующие этапы: - внедрение возбудителя в организм; - развитие лимфаденита; - формирование бактериемии и интоксикации организма; - паренхиматозная диффузия возбудителя; - выделение возбудителя из организма и развитие иммунитета. Возбудители брюшного тифа и паратифов с пищей или водой попадают в желудок. Для преодоления кислой среды желудка сальмонеллы синтезируют шоковые белки. Однако под действием желудочного сока часть бактерий погибает, а оставшиеся клетки проникают в тонкий кишечник. В исследованиях на добровольцах установлено, что для развития заболевания достаточно 100 тыс. микробных клеток. При этом не выявлено связи между дозой введенных бактерий и тяжестью заболевания. Однако отмечена прямая зависимость между дозой возбудителя и количеством заболевших лиц, а также обратная зависимость между дозой бактерий и длительностью инкубационного периода. Например, при дозе 100 тыс. клеток заболевало 38,5% добровольцев при среднем инкубационном периоде 9,3 суток, а при дозе 100 млн. – 1 млрд. клеток заболевало 96% пациентов при среднем инкубационном периоде 4,7 суток. Основной патологический процесс развивается в тонком кишечнике. Внедрение сальмонелл в слизистую оболочку кишечника происходит несколькими путями: поглощение бактерий М-клетками, захват сальмонелл в просвете кишечника CD18+ -фагоцитами, захват бактерий дендритными клетками, самостоятельное проникновение бактерий в нефагоцитирующие энтероциты. В основном проникновение сальмонелл в организм происходит через М-клетки, которые обладают выраженной эндоцитарной активностью. Адгезия сальмонелл на клетках кишечника осуществляется с помощью пилей (ворсинок, фимбрий). В результате адгезии сальмонеллы получают сигнал для синтеза белков - инвазинов. Транспорт инвазинов (эффекторных молекул) внутрь клетки кишечника осуществляется с помощью специальной системы секреции, относящейся к III типу (T3SS). T3SS перемещает эффекторные белки из цитоплазмы бактерий в клетку макроорганизма. Попав внутрь клетки, эффекторные белки индуцируют деформацию мембраны клетки кишечника. Этот процесс протекает при участии находящегося под клеточной мембраной актинового цитоскелета. В результате такого воздействия в мембране клетки хозяина образуются складки (морщины, ruffles). Этот процесс называется раффлением мембраны – membrane ruffing. На поверхности клеток образуются выросты, напоминающие псевдоподии макрофагов, которые обволакивают бактерии и формируют внутриклеточные вакуоли, содержащие бактерии. Следовательно, сальмонеллы “заставляют” клетки эпителия захватить себя. Раффление мембраны сопровождается быстрым проникновением бактерий внутрь клетки. Проникнув внутрь клетки, возбудитель формирует внутриклеточное фагосомальное образование (Salmonella-containing vacuole, SCV) и ингибирует процесс слияния фагосомы и лизосомы. Эти функции кодируются генами, локализованными в островке патогенности SPI2. После поглощения сальмонелл клеточный цитоскелет возвращается в первоначальное состояние покоя. Постепенно SCV мигрирует от периферии к перинуклеарной области клетки хозяина. Нахождение SCV поблизости к аппарату Гольджи способствует размножению бактерий. Заключенные в SCV сальмонеллы размножаются и трансцитозом транспортируются в подслизистый слой, где захватываются макрофагами. Внутри макрофагов сальмонеллы продолжают размножаться и попадают в прилегающие к М-клеткам пейеровы бляшки (рисунок 32) и солитарные фолликулы, вызывая их воспаление (лимфаденит) или первичный очаг инфекции. Защиту сальмонелл от опсонизации и фагоцитоза обеспечивает Vi-полисахарид, который препятствует лизису бактерий. Пейеровы бляшки увеличиваются (мозговидное набухание), в них выявляются своеобразные гранулемы, содержащие крупные клетки макрофагального происхождения (тифозные клетки). Из пейеровых бляшек сальмонеллы с током лимфы переносятся в мезентериальные лимфатические узлы, где размножаются и через грудной лимфатический проток поступают в кровь, обусловливая первичную бактериемию. Развитие первичной бактериемии происходит в конце инкубационного периода, то есть через 10-14 суток после инфицирования. В последующем бактериемия сохраняется на протяжении всего лихорадочного периода, но наиболее выражена в течение первой недели заболевания. Поэтому в первую неделю болезни возбудитель обнаруживается в крови больного. В результате бактерицидного действия крови часть сальмонелл разрушается. При этом высвобождается эндотоксин, который вызывает лихорадку и развитие тифозного состояния (затуманенного, заторможенного) или тифозного статуса (status typhosus). При тяжелом течении заболевания может развиться инфекционно-токсический шок. С током крови сальмонеллы разносятся по организму, оседают в печени, селезенке, костном мозге, почках (паренхиматозная диффузия), где они размножаются в макрофагах, формируя брюшнотифозные гранулемы. Гибель макрофагов приводит к высвобождению в кровь большого количества сальмонелл (вторичная бактериемия). Из печени через желчные протоки с током желчи сальмонеллы возвращаются в кишечник. В результате этого наступает реинфекция тонкого кишечника (вторая неделя болезни). Из кишечника часть сальмонелл выводится с калом, а другая часть бактерий вновь внедряется в пейеровы бляшки. Повторное внедрение сальмонелл в сенсибилизированные пейеровы бляшки приводит к развитию в них воспаления, их некрозу и изъязвлению. Основные патоморфологические изменения отмечаются в лимфоидной ткани подвздошной кишки. На первой неделе болезни возникает так называемое “мозговидное набухание”. Во второй неделе отмечается некроз центральной части лимфатических фолликулов. На третьей неделе происходит отторжение некротизированных масс (период образования язв). На четвертой неделе отторжение некротизированных масс заканчивается, формируются глубокие язвы с гладким дном и отечными краями (период чистых язв). На пятой-шестой неделе происходит заживление язв, при этом рубцов не образуется и деформации кишки не происходит. При поражении стенки сосуда возникает кровотечение. |