микра 1. Патогенез и клиника заболеваний
 Скачать 62.11 Kb.
|
|
Патогенез и клиника заболеваний. Заболевания, вызванные эшерихиями, отличаются механизмами развития и клиническими проявлениями. Различают следующие группы кишечных палочек: непатогенные (резидентные) эшерихии; эшерихии, вызывающие внекишечные заболевания и имеющие эндогенное происхождение; диареегенные эшерихии экзогенного происхождения. Непатогенные (резидентные) эшерихии являются представителями нормального микробиоценоза кишечника человека. Они совместно с другими представителями нормального микробиоценоза кишечника обеспечивают колонизационную резистентность организма. Типичным представителем непатогенных кишечных палочек является штамм E. coli O6:К5:Н1 Nissle 1917, на основе которого селекционирован вариант E. coli М-17, используемый при производстве пробиотиков. В некоторых случаях эшерихии могут проникать в другие экологические ниши (например, в мочеполовую систему, в желчные пути, органы дыхания и др.). В результате смены экологической ниши такие бактерии могут вызывать гнойновоспалительные процессы, особенно на фоне иммунодефицита (условнопатогенные эшерихии). Такие внекишечные заболевания возникают, как правило, эндогенно и вызываются штаммами, имеющими измененную ферментативную активность по сравнению с резидентными эшерихиями. Наконец, среди эшерихий выделяют группу патогенных эшерихий, способных вызывать инфекционные заболевания с локализацией патологического процесса во внутренних органах. К патогенным эшерихиям относятся возбудители парентеральных эшерихиозов или экстраинтестинальные патогенные эшерихии (Extraintestinal pathogenic E. coli - возбудители внекишечных заболеваний) и диареегенные (интестинальные) эшерихии (Diarheagenic E. coli - возбудители острых кишечных инфекций). Патогенные эшерихии имеют экзогенное происхождение. К возбудителям парентеральных эшерихиозов относятся уропатогенные эшерихии (UPEC - Uropathogenic E. coli), эшерихии, вызывающие менингиты новорожденных (NMEC – Neonatal Meningitis E. coli), ассоциированные с сепсисом патогенные эшерихии (SePEC – Sepsis associated pathogenic E. coli). Диареегенные эшерихии в зависимости от наличия тех или иных факторов патогенности и патогенетических особенностей заболевания подразделяются на следующие группы: энтеротоксигенные E. сoli(Enterotoxigenic E. coli - ETEC, энтеротоксигенные кишечные палочки - ЭТКП); энтероинвазивные E. сoli(Enteroinvasive E. coli - EIEC, энтероинвазивные кишечные палочки - ЭИКП); энтеропатогенные E. сoli(Enteropathogenic E. coli - EPEC, энтеропатогенные кишечные палочки - ЭПКП); энтерогеморрагические E. сoli(Enterohemorragic E. coli - EHEC, энтерогеморрагические кишечные палочки - ЭГКП). энтероагрегативные (энтероагрегирующие, энтероадгезивные или энтероадгерентные) кишечные палочки (Enteroaggregative E. coli - EAEC, энтероагрегативные кишечные палочки - ЭАгКП); диффузно-адгерентные (диффузно-агрегативные, диффузноагрегирующие) кишечные палочки (Diffusely Adherent E. coli - DAEC, диффузноадгерентные кишечные палочки - ДАКП). Уропатогенные кишечные палочки относятся к серогруппам, имеющим фимбриальные Р- и S-адгезины к эпителию мочевыводящих путей, специфические афимбриальные адгезины, выраженную капсулу, продуцирующим цитотоксический некротизирующий фактор и обладающим гемолитической активностью за счет наличия Hly-плазмиды. Инфицирование часто происходит у женщин, чему способствуют особенности мочевыводящей системы. Бактерии попадают в мочевой пузырь из устья уретры, размножаются в моче и вызывают воспаление (цистит). В развитии воспаления большое значение принадлежит провоспалительным цитокинам (прежде всего интерлейкину 8), продуцируемым эпителиоцитами при взаимодействии с уропатогенными штаммами. Уропатогенные эшерихии относятся к серогруппам О1, О4, О6, О18. Эшерихии, вызывающие менингиты, чаще всего обнаруживаются у недоношенных детей. Они обладают микрокапсулой, состоящей из полимера сиаловой кислоты. Микрокапсула препятствует фагоцитозу бактерий. Подобные эшерихии проникают в кровяное русло и затем в центральную нервную систему. NMEC обладают S-фимбриями, обеспечивающими адгезию клеток на ламинине (гликопротеине базальных мембран) и фибронектине (гликопротеине внеклеточного матрикса). Преобладающее значение при этой патологии имеет серовар О18. Ассоциированные с сепсисом эшерихии обладают фимбриальными и афимбриальными адгезинами, устойчивостью к фагоцитозу. Основными факторами патогенности SePEC являются S-фимбрии, афимбриальные адгезины и липополисахарид (ЛПС). Энтеротоксигенные кишечные палочки поражают тонкий кишечник. Основными факторами патогенности ЭТКП являются факторы колонизации, термолабильный и термостабильный энтеротоксины. За счет факторов адгезии и колонизации (CFA/I, CFA/II, CFA/IV) происходит заселение проксимальных отделов тонкого кишечника. Одновременно ЭТКП продуцируют термолабильный (LT) и термостабильный (ST) энтеротоксины, которые нарушают водно-солевой обмен в кишечнике, активируя аденилатциклазную и гуанилатциклазную системы. В результате этого цАМФ подавляет всасывание электролитов и воды каемчатыми клетками ворсинок и одновременно стимулируют их секрецию клетками крипт ЭТКП вызывают развитие диарейного синдрома - холероподобного заболевания (диареи путешественников). Для развития заболевания достаточна заражающая доза 108-1010 клеток. Инкубационный период составляет 1-3 дня. Клинически инфекция начинается остро и сопровождается водянистой профузной диареей, тошнотой, рвотой, кишечными спазмами, лихорадкой, резким обезвоживанием. Стул жидкий, водянистый, до 10-15 раз в сутки. Диарея с водянистыми испражнениями без примеси слизи и крови называется секреторной вследствие гиперсекреции ионов натрия, хлора и воды каемчатыми клетками при снижении всасывания электролитов и воды ворсинчатыми клетками слизистой оболочки. Температура тела обычно нормальная, иногда – субфебрильная. Продолжительность заболевания 3-5 дней. Вспышки водные, реже - пищевые. Сезонность летняя. Болеют дети в возрасте от 1 года до 3 лет и взрослые. К числу ЭТКП относятся серогруппы О6, О8, О15, О20, О25, О27, О63, О78, О80, О85, О115, О128ас, О139, О148, О153, О159 и др. Энтероинвазивные эшерихии внедряются и размножаются в клетках эпителия нижнего отдела подвздошной и толстой кишки (внутриклеточное паразитирование). Основными факторами патогенности ЭИКП являются факторы адгезии, колонизации и инвазии (EAF, CFA, инвазины). Эти факторы детерминированы как хромосомными, так и плазмидными генами. В частности, в составе крупной плазмиды находятся гены ipa, ipg, mod, spa. Гены ipa и ipg кодируют белки, опосредующие процесс проникновения бактерий в клетку. Гены mod и spa кодируют белки, формирующие систему секреции III типа. С помощью этой системы происходит поступление инвазинов IpaA-D и IpgD в клетку. Инвазины являются эффекторными белками, обеспечивающими проникновение ЭИКП в клетки слизистой оболочки кишечника и распространение возбудителя в соседние клетки в результате реорганизации цитоскелета эпителиоцитов ЭИКП внедряются в эпителиальные клетки слизистой оболочки кишечника, размножаются в них и вызывают деструкцию слизистой оболочки. Инкубационный период составляет 1-2 дня. ЭИКП вызывают острое дизентериеподобное заболевание, характеризующееся непродолжительной водянистой диареей, токсикозом, слабостью, схваткообразными абдоминальными болями. Характерно повышение температуры тела до 38-39ОС. Стул жидкий, до 10 раз в сутки. В кале возможна примесь крови и слизи (диарея инвазивного типа). Длительность заболевания 5-7 дней, иногда до 2 недель. Заражающая доза составляет 105 клеток. Болеют дети в возрасте от 1,5 до 2 лет, но могут болеть подростки и взрослые. Сезонность летне-осенняя. Вспышки пищевые, водные. К ЭИКП относятся серогруппы О28ас, О29, О124, О136, О143, О144, О152, О164, О167. Энтеропатогенные эшерихии поражают тонкий кишечник. Они экспрессируют белок наружной мембраны интимин, пучок-формирующие пили IV типа (фимбрии BfpА – bundle-forming pili), эффекторные белки (Tir, EspG, EspF, Map, EspH), поверхностные белки EspA, EspB, EspD, фактор адгезии и колонизации типа ЕАF. Синтез пилей IV типа закодирован в плазмиде. Вначале бактерия прикрепляется к энтероцитам посредством пучок-формирующих пилей BfaA. После адгезии активируется система секреции III типа (T3SS), в результате чего в клетку поступает перемещаемый рецептор для интимина (Tir) и эффекторные белки. Рецептор для интимина вклинивается в клеточную мембрану. Интимин и пили обеспечивают тесное соприкосновение бактерии с эпителиальной клеткой, а эффекторные белки, вводимые с помощью Т3SS, вызывают концентрирование актина и других элементов цитоскелета под областью прикрепления микробной клетки. В результате этого мембрана эпителия возвышается в виде пьедестала ЭПКП прикрепляются к клеткам эпителия, размножаются на поверхности эпителия и разрушают микроворсинки (эффект “прикрепления и сглаживания” – А/Е, attaching and effacing), что приводит к эрозиям эпителия. А/Еактивность детерминируется генами, локализованными в одном из “островков патогенности” (PAI). Заражающая доза ЭПКП составляет 105 - 1011 клеток. Механизм действия ЭПКП представлен на рисунке 3.20. Инкубационный период при инфекции, вызванной ЭПКП, составляет 1-5 дней. Клинически при этой инфекции наблюдается продолжительная водянистая диарея, абдоминальные боли, рвота, симптомы обезвоживания (колиэнтерит). Характерна рвота 2-3 раза в день и жидкий стул до 5-8 раз в сутки. Иногда в стуле обнаруживается примесь слизи. Характерен контактно-бытовой путь инфицирования. Чаще заболевают дети в возрасте до двух лет. Заболевание может протекать как внутрибольничная инфекция в отделениях для новорожденных. Сезонность не выражена. Вспышки бытовые, редко пищевые. К ЭПКП относятся серогруппы О18, О44, О55, О86, О111, О112, О114, О119, О125, О126, О127, О128 аb, О142. 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 и 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 абдоминальные боли, 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. В 2011 г. в 16 странах было зарегистрировано 4321 случай эшерихиоза, вызванного Е. coli О104:Н4. При этом отмечалось более 900 случаев ГУС. Скончалось 54 человека. Изучение показало, что этот серотип содержит гены ЭГКП и ЭАКП, а также гены антибиотикорезистентности. 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 биопленки участвуют белок дисперзин. Фактором патогенности ЭАКП является также энтеротоксин ST. На рисунке 3.23 изображены агрегаты ЭАКП. 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. Иммунитет Иммунитет. После заболевания, вызванного патогенными штаммами кишечной палочки, развивается ненапряженный, серовароспецифический иммунитет. 9.Лечение и профилактика заболевания. Лечение направлено, прежде всего, на восстановление вводно-солевого баланса организма. Рекомендуется также использовать коли-протейный бактериофаг, полимиксин-М, эритромицин, пробиотики. Из пробиотиков набольшее распространение получили колибактерин, бифидумбактерин, бификол, лактобактерин. Профилактика. Специфическая профилактика эшерихиозов не разработана. Основу неспецифической профилактики составляют санитарно-гигиенические и противоэпидемические мероприятия: соблюдение правил гигиены, термическая обработка продуктов питания 10.Микробиологическая диагностика 1.Бактериологический метод-материал для исследования-испаражнения, гной моча, вода, пищевые продукты. Посев на среды Эндо, Левина, Плоскирева. Фекалии засевают на чашки со средой Эндо для получения изолированных колоний. Выбирают не менее 10 колоний красного цвета с металлическим блеском и ставят реакцию агглютинации на стекле с О-сыворотками. Определяют вид чистой культуры. Определяют биохимические признаки(оксидазоотрицательные, ферментирующие глюкозу и лактозу до кислоты и газа, образующие индол, не образующие H2 S) Основной метод диагностики эшерихиозов – бактериологический (культуральный). Исследуемый материал при 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. Для биохимической идентификации используют диагностические среды: Эндо, Клиглера, Олькеницкого и др. В качестве комбинированной среды используют среду Клиглера, среду Олькеницкого или другую дифференциально-диагностическую 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 Гисса 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 (рисунок 3.29), Enterotube, пластины биохимические, дифференцирующие энтеробактерии и другие системы. В частности, пластина биохимическая, дифференцирующая энтеробактерии предназначена для идентификации энтеробактерий по 20 биохимическим признакам в течение 20-24 часов. Набор ММТ Е24 (мультимикротесты для биохимической идентификации энтеробактерий) позволяет одновременно проводить идентификацию по 24 показателям. тами и предназначены для биохимической идентификации энтеробактерий по 24 признакам в течение 24 часов. В качестве экспресс-диагностики эшерихиозов используют ПЦР для обнаружения генов вирулентности и ИФА для определения типа энтеротоксина. |