Сальмонели - збудники черевного тифу та паратифів

Черевний тиф – це важке гостре інфекційне захворювання, що характеризується глибокою загальною інтоксикацією, бактеріємією та специфічним ураженням лімфатичного апарату тонкої кишки. Інтоксикація проявляється сильним головним болем, помутнінням свідомості та маренням (тиф від грецького typhos – туман). Черевний тиф як самостійну нозологічну одиницю вперше спробував виділити російський лікар А. Г. П'ятницький у 1804 році, але остаточно це зробив у 1822 році Р. Бретонно, який диференціював це захворювання від туберкульозу кишечника та припустив заразну природу черевного тифу.

Збудник черевного тифу – Salmonella typhi – був відкритий у 1880 році К. Ебертом, а виділений у чистій культурі у 1884 році К. Гаффкі. Невдовзі були виділені та вивчені збудники паратифів А та В – S. paratyphi A та S. paratyphi B. Рід Salmonella включає велику групу бактерій, але лише три з них – S. typhi, S. paratyphi A та S. paratyphi B – викликають захворювання у людини з клінічною картиною черевного тифу. Морфологічно вони нерозрізнені – короткі грамнегативні палички із заокругленими кінцями, довжиною 1-3,5 мкм, діаметром 0,5-0,8 мкм; вони не утворюють спор або капсул, мають активну рухливість (перитрихи). Вміст G+C у ДНК становить 50-52 моль%.

Збудники черевного тифу та паратифів – факультативні анаероби, температурний оптимум для росту – 37 °C (але можуть рости в діапазоні від 10 до 41 °C), pH 6,8-7,2; вони не вимогливі до поживних середовищ. Ріст на бульйоні супроводжується помутнінням, на МПА утворюються ніжні круглі, гладкі, напівпрозорі колонії діаметром 2-4 мм. Однак колонії S. typhi з антигеном Vi каламутні. Колонії S. paratyphi B грубіші, через кілька днів по їх периферії утворюються своєрідні гребені. На середовищах Ендо колонії всіх трьох сальмонел безбарвні, на вісмут-сульфітному агарі – чорні. У разі дисоціації на щільних середовищах ростуть колонії R-форми. Селективним середовищем для збудників черевного тифу та паратифів є жовч або жовчний бульйон.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Біохімічні властивості збудників черевного тифу та паратифів

Збудники черевного та паратифозного збудників дають позитивну реакцію з МР, не утворюють індол, не розріджують желатин, відновлюють нітрати до нітритів, не утворюють ацетоїн. S. typhi не росте на голодному агарі з цитратом. Основні біохімічні відмінності між збудниками черевного та паратифозних збудників полягають у тому, що S. typhi ферментує глюкозу та деякі інші вуглеводи з утворенням лише кислоти, а S. paratyphi A та S. paratyphi B – з утворенням як кислоти, так і газу.

Залежно від здатності ферментувати ксилозу та арабінозу, S. typhi поділяється на чотири біохімічні типи: I, II, III, IV.

Ксилоза + - + -

Арабіноза - - + +

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]

Антигенна структура збудників черевного тифу та паратифів

Сальмонели мають О- та Н-антигени. За О-антигенами вони поділяються на велику кількість серогруп, а за Н-антигенами – на серотипи (більш детальну інформацію про серологічну класифікацію сальмонел див. у наступному розділі). S. typhi, S. paratyphi A та S. paratyphi B відрізняються один від одного як за О-антигенами (належать до різних серогруп), так і за Н-антигенами.

У 1934 році А. Фелікс та Р. Пітт встановили, що S. typhi, крім О- та Н-антигенів, має ще один поверхневий антиген, який вони назвали антигеном вірулентності (Vi-антигеном). Vi-антиген відрізняється від О- та Н-антигенів своєю хімічною природою; він складається з трьох різних фракцій, але його основою є складний полімер N-ацетилгалактозаміноуронової кислоти з молекулярною масою 10 м.д. Vi-антиген зазвичай міститься у свіжовиділених культурах, але він легко втрачається під впливом різних факторів (зокрема, при вирощуванні за температури вище 40 °C та нижче 20 °C, на середовищах з карболовою кислотою тощо), а при тривалому зберіганні культур руйнується за температури 100 °C протягом 10 хв. Оскільки він розташований більш поверхнево, ніж О-антиген, його присутність запобігає аглютинації культури S. typhi з О-специфічною сироваткою, тому таку культуру необхідно перевірити в реакції аглютинації з Vi-сироваткою. Навпаки, втрата Vi-антигену призводить до вивільнення О-антигену та відновлення О-аглютинації, але Vi-аглютинація втрачається. Кількісний вміст Vi-антигену в S. typhi може сильно варіюватися, тому Ф. Кауфманн запропонував класифікувати S. typhi на три групи за вмістом Vi-антигену:

• чисті v-форми (нім. viel - багато);
• чисті w-форми (нім. wenig — маленький);
• проміжні vw-форми.

Було виявлено три незвичайні мутанти S. typhi: Vi-I, R-форма, в якій клітини не мають антигенів H та O, але постійно зберігають антиген Vi; O-901, не має антигенів H та Vi; H-901 містить антигени O та H, але не має антигену Vi. Всі три антигени: O, H та Vi, мають виражені імуногенні властивості. Наявність антигенів Vi дозволяє піддавати культури S. typhi фаготипуванню. Існує два типи фагів, які лізують лише ті культури, що містять антиген Vi: Vi-I, універсальний фаг, який лізує більшість культур S. typhi, що містять Vi; та набір фагів Vi-II, які вибірково лізують культури S. typhi. Це вперше було показано в 1938 році Дж. Крейгом та К. Ієном. Використовуючи фаги Vi типу II, вони розділили S. typhi на 11 фаготипів. До 1987 року було ідентифіковано 106 різних Vi-фагових типів S. typhi. Їхня чутливість до відповідних фагів є стабільною ознакою, тому фаготипування має велике епідеміологічне значення.

Також розроблені схеми фаготипування для S. paratyphi A та S. paratyphi B, згідно з якими вони поділяються на десятки фаготипів. Важливо, що фаготипи сальмонел можуть не відрізнятися один від одного жодними іншими ознаками.

[ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ]

Резистентність збудників черевного тифу та паратифу

Збудники черевного та паратифозних інфекцій виживають у зовнішньому середовищі (вода, ґрунт, пил), залежно від умов, від кількох днів до кількох місяців. Вони можуть виживати у проточній воді до 10 днів, у стоячій воді – до 4 тижнів, на овочах та фруктах – 5-10 днів, на посуді – до 2 тижнів, у вершковому маслі, сирі – до 3 місяців, у льоду – до 3 місяців і більше; нагрівання при температурі 60 °C вбиває їх за 30 хвилин, а кип'ятіння – миттєво. Звичайні хімічні дезінфікуючі засоби вбивають їх за кілька хвилин. Вміст активного хлору у водопровідній воді в дозі 0,5-1,0 мг/л або озонування води забезпечують її надійне знезараження як від сальмонели, так і від інших патогенних кишкових бактерій.

Фактори патогенності збудників черевного тифу та паратифів

Найважливішою біологічною особливістю збудників черевного тифу та паратифів А і В є їхня здатність протистояти фагоцитозу та розмножуватися в клітинах лімфоїдної системи. Вони не утворюють екзотоксинів. Основним фактором їх патогенності, крім антигену Vi, є ендотоксин, який характеризується надзвичайно високою токсичністю. Такі фактори патогенності, як фібринолізин, плазмокоагулаза, гіалуронідаза, лецитиназа тощо, дуже рідко виявляються у збудників черевного тифу та паратифів. ДНКаза виявляється найчастіше (у 75-85% досліджених культур S. typhi та S. paratyphi B). Встановлено, що штами S. typhi з плазмідою з mm 6 MD мають вищу вірулентність. Тому питання про фактори патогенності цих сальмонел залишається маловивченим.

[ 15 ], [ 16 ], [ 17 ]

Постінфекційний імунітет

Стійкі, тривалі, повторні висипний та паратифозні лихоманки трапляються рідко. Імунітет зумовлений появою антитіл до Vi-, O- та H-антигенів, клітин імунної пам'яті та підвищеною активністю фагоцитів. Поствакцинальний імунітет, на відміну від постінфекційного, короткочасний (близько 12 місяців).

Епідеміологія черевного тифу та паратифів

Джерелом черевного тифу та паратифу А є лише людина, хворий або носій. Джерелом паратифу В, крім людини, можуть бути також тварини, зокрема птахи. Механізм зараження фекально-оральний. Інфекційна доза S. typhi становить 105 клітин (викликає захворювання у 50% добровольців), інфекційні дози сальмонельозу паратифу А та В значно вищі. Зараження відбувається переважно в результаті прямого або непрямого контакту, а також через воду або їжу, особливо молоко. Найбільші епідемії були спричинені зараженням збудниками водопровідної води (водні епідемії).

[ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ], [ 22 ]

Симптоми черевного тифу та паратифів

Інкубаційний період черевного тифу становить 15 днів, але може коливатися від 7 до 25 днів. Це залежить від інфікуючої дози, вірулентності збудника та імунного статусу пацієнта. Патогенез та клінічна картина черевного тифу та паратифів А та В дуже схожі. У розвитку захворювання чітко визначені такі стадії:

• Стадія інвазії. Збудник проникає в тонкий кишечник через рот;
• через лімфатичні шляхи сальмонела проникає в лімфоїдні утворення підслизової оболонки тонкої кишки (пейєрові бляшки та поодинокі фолікули) і, розмножуючись у них, викликає лімфангіт та лімфаденіт (різновид тифоїдних гранул);
• бактеріємія – виділення збудника у великій кількості в кров. Стадія бактеріємії починається в кінці інкубаційного періоду і може (за відсутності ефективного лікування) тривати протягом усього захворювання;
• стадія інтоксикації настає в результаті розпаду бактерій під впливом бактерицидних властивостей крові та виділення ендотоксинів;
• стадія паренхіматозної дифузії. Сальмонели поглинаються з крові макрофагами кісткового мозку, селезінки, лімфатичних вузлів, печінки та інших органів. Збудник черевного тифу накопичується у великій кількості в жовчних протоках печінки та в жовчному міхурі, де знаходить сприятливі умови для свого розмноження та де бактерицидні властивості крові послаблюються під впливом жовчі;
• екскреторно-алергічна стадія. У міру розвитку імунітету починається процес звільнення від збудника. Цей процес здійснюється всіма залозами: слинними, кишковими, потовими, молочними (під час грудного вигодовування), сечовидільною системою та особливо активно – печінкою та жовчним міхуром. Сальмонели, що вивільняються з жовчного міхура, знову потрапляють у тонкий кишечник, звідки частина їх виводиться з калом, а частина знову проникає в лімфатичні вузли. Вторинне проникнення у вже сенсибілізовані вузли викликає в них гіперергічну реакцію, яка проявляється у вигляді некрозу та виразки. Ця стадія небезпечна можливістю перфорації кишкової стінки (виразки), внутрішньої кровотечі та розвитку перитоніту;
• стадія одужання. Процес загоєння виразки відбувається без утворення рубців, що спотворюють фігуру, на ділянках, очищених від некротичних відкладень.

У свою чергу, в клінічній картині захворювання виділяють такі періоди:

• I початкова стадія – стадія інкрементації (1-й тиждень): поступове підвищення температури до 40-42 °C, наростання інтоксикації та інших проявів захворювання.
• II – стадія максимального розвитку всіх симптомів – стадійний акме (2-3 тижні хвороби): температура залишається високою;
• III – стадія спаду захворювання – stadium decrementi (4-й тиждень хвороби): поступове зниження температури та ослаблення прояву інших симптомів;
• IV – стадія одужання.

На 8-9-й день захворювання, а іноді й пізніше, у багатьох пацієнтів розвивається розеольний висип на шкірі живота, грудей та спини. Поява висипу (дрібних червоних цяток) є наслідком місцевих продуктивно-запальних процесів алергічного характеру в поверхневих шарах шкіри поблизу лімфатичних судин, які у великій кількості містять збудника захворювання. Клінічне одужання не завжди збігається з бактеріологічним одужанням. Близько 5% тих, хто одужав, стають хронічними носіями сальмонельозу черевного тифу або паратифу. Причини, що лежать в основі тривалого (більше 3 місяців, а іноді й багатьох років) носійства сальмонельозу, залишаються нез'ясованими. Певну роль у формуванні носійства відіграють місцеві запальні процеси в жовчовивідних (іноді в сечовивідних) шляхах, які часто виникають у зв'язку з черевно-паратифозними інфекціями або загострюються внаслідок цих інфекцій. Однак, їх L-трансформація відіграє не менш важливу роль у формуванні тривалого носійства черевно-тифозних та паратифозних сальмонел А та В. L-форми сальмонел втрачають H-, частково 0- та Vi-антигени, розташовані, як правило, внутрішньоклітинно (всередині макрофагів кісткового мозку), тому стають недоступними ні для хіміотерапевтичних препаратів, ні для антитіл і можуть тривалий час персистувати в організмі одужавшої людини. Повертаючись до своїх початкових форм та повністю відновлюючи свою антигенну структуру, сальмонели знову стають вірулентними, знову проникають у жовчні протоки, викликають загострення процесу носійства, виводяться з калом, і таке носійство стає джерелом інфекції для оточуючих. Можливо також, що формування носійства залежить від якогось дефіциту імунної системи.

Лабораторна діагностика черевного тифу та паратифів

Найранішим і основним методом діагностики черевного тифу та паратифів є бактеріологічний – отримання гемокультури або мієлокультури. Для цього досліджують кров або пункцію кісткового мозку. Кров краще посівити на середовище Рапопорта (жовчний бульйон з додаванням глюкози, індикатора та скляного флоата) у співвідношенні 1:10 (1 мл крові на 10 мл середовища). Культуру слід інкубувати при температурі 37°C не менше 8 днів, а з урахуванням можливої наявності L-форм – до 3-4 тижнів. Для ідентифікації виділеної культури сальмонель використовують діагностичні адсорбовані сироватки, що містять антитіла до антигенів 02 (S. paratyphi A), 04 (S. paratyphi B) та 09 (S. typhi) (з урахуванням їх біохімічних властивостей). Якщо виділена культура S. typhi не аглютинується сироваткою 09, її необхідно перевірити сироваткою Vi.

Для виділення S. typhi можна використовувати ексудат, отриманий шляхом скарифікації розеоли – культури розеоли ростуть.

Бактеріологічне дослідження калу, сечі та жовчі проводиться для підтвердження діагнозу, контролю бактеріологічного одужання при виписці реконвалесцентів та діагностики бактеріоносійства. У цьому випадку матеріал попередньо висівають на середовища збагачення (середовища, що містять хімічні речовини, такі як селеніт, що пригнічують ріст кишкової палички та інших представників кишкової мікрофлори, але не пригнічують ріст сальмонели), а потім із середовища збагачення на диференційно-діагностичні середовища (Ендо, вісмутсульфітний агар) з метою виділення ізольованих колоній та отримання з них чистих культур, ідентифікованих за вищезазначеною схемою. Для виявлення О- та Vi-антигенів у сироватці крові та калі пацієнтів можуть бути використані РСК, РПГА з антитіловим діагностикумом, реакції коаглютинації, агрегат-гемаглютинація та ІФМ. Для прискореної ідентифікації S. typhi перспективним є використання фрагмента ДНК, що несе ген Vi-антигену, як зонда (час ідентифікації 3-4 години).

З кінця першого тижня захворювання в сироватці крові пацієнтів з'являються антитіла, тому в 1896 році Ф. Відаль запропонував реакцію розширеної аглютинації в пробірці для діагностики черевного тифу. Динаміка вмісту антитіл до S. typhi своєрідна: спочатку з'являються антитіла до О-антигену, але їх титр швидко знижується після одужання; пізніше з'являються Н-антитіла, але вони зберігаються після захворювання та щеплень роками. Враховуючи цю обставину, реакцію Відаля проводять одночасно з окремими О- та Н-діагностикумами (а також з паратифозними А- та В-діагностикумами), щоб виключити можливі помилки, пов'язані з щепленнями або раніше перенесеним захворюванням. Однак специфічність реакції Відаля недостатньо висока, тому більш кращим виявилося використання РПГА, при якій еритроцитарний діагностикум сенсибілізують або О- (для виявлення О-антитіл), або Vi-антигеном (для виявлення Vi-антитіл). Найбільш достовірною та специфічною є остання реакція (Vi-гемаглютинація).

Діагностика носійства черевного тифу та паратифів

Єдиним доказом бактеріоносійства є виділення культур S. typhi, S. paratyphi A, S. paratyphi B з носія. Матеріалом для дослідження є дуоденальний вміст, кал та сеча. Складність проблеми полягає в тому, що носії не завжди виділяють збудника з цими субстратами; трапляються паузи, і досить тривалі. Як допоміжні методи, що дозволяють звузити коло осіб, що підлягають обстеженню, використовуються серологічні реакції (одночасне виявлення О-, H-, Vi- або О-, Vi-антитіл вказує на можливу наявність збудника в організмі) та алергічна шкірна проба з Vi-тифіном. Останній містить Vi-антиген, який при взаємодії з Vi-антитілами дає місцеву алергічну реакцію у вигляді почервоніння та набряку протягом 20-30 хвилин. Позитивна реакція з Vi-тифіном вказує на наявність Vi-антитіл в організмі та можливу наявність S. typhi. Для ідентифікації L-форм S. typhi запропоновано спеціальні імунофлуоресцентні антитіла (до антигенів L-форм збудника). Оригінальний метод ідентифікації носіїв бактерій запропонував В. Мур. Він полягає в дослідженні тампонів, які одночасно викидаються в люки по всій довжині каналізаційної мережі населеного пункту.

[ 23 ], [ 24 ], [ 25 ], [ 26 ], [ 27 ], [ 28 ]

Лікування черевного тифу та паратифів

Лікування черевного тифу базується на застосуванні різних антибіотиків, до яких збудники мають високу чутливість (левоміцетин, ампіцилін, тетрацикліни тощо). Антибіотики зменшують тяжкість захворювання та скорочують його тривалість. Однак перенесення R-плазмід до сальмонел з кишкової палички або інших ентеробактерій може призвести до появи серед них небезпечних епідемічних клонів.

Специфічна профілактика черевного тифу та паратифів

Замість семи різних вакцин проти черевного тифу, що використовувалися раніше, з 1978 року наша країна виробляє лише одну – хімічно сорбовану моновакцину проти черевного тифу. Однак, у зв'язку з тим, що черевний тиф перейшов з епідемічної форми в спорадичну (а це стало можливим, перш за все, завдяки покращенню систем водопостачання та водовідведення та підвищенню санітарної культури населення), необхідність масової імунізації проти нього відпала. Тому вакцинація проти черевного тифу проводиться лише за епідемічними показаннями.