Ешерихіози (рід Escherichia, Е. Coli)

Основний представник роду Escherichia - Е. Coli - був вперше виявлений в 1885 р Т. Ешерихії, в честь якого цей рід бактерій і отримав свою назву. Ключові ознаки цього роду: перитрихи (або нерухомі), ферментують лактозу з утворенням кислоти і газу (або лактозонегативні), на голодній середовищі з цитратом не ростуть, реакція Фогеса-Проскауера негативна, проба з MR позитивна, не мають фенілаланіндезамінази, не ростуть на середовищі з KCN, зміст Г + Ц в ДНК - 50-51 мовляв%.

Рід Escherichia включає не менше 7 видів; особливе значення в медицині має вигляд Е. Coli, зокрема ті його варіанти, які викликають захворювання людини. Їх поділяють на 2 основні групи: викликають позакишкові захворювання і збудники гострих кишкових захворювань (ОКЗ). Представники першої поділяються на три патогруппи:

1. менінгеальні (MENEC - meningitis E. Coli);
2. септіцеміческіе (SEPEC - septicemia E. Coli) і
3. уропатогенний (UPEC - уропатогенна E. Coli).

У свою чергу варіанти Е. Coli, що викликають ОКЗ, спочатку були поділені на 4 наступні категорії: ентеротоксигенні Е. Coli (ETEC); ентероінвазівние Е. Coli (EIEC); ентеропатогенні Е. Coli (EPEC) і ентерогеморрагіческіе Е. Coli (EHEC). Згодом були виділені ще дві категорії: ентероагрегатівние Е. Coli (ЕАЕС) і діффузноагрегатівние Е. Coli (DAEC).

Крім того, Е. Coli використовується в міжнародних стандартах як показник ступеня фекального забруднення води, особливо питної, і харчових продуктів.

Стандартний штам Е. Coli (E. Coli К-12) широко використовується в лабораторіях багатьох країн світу для вивчення генетики бактерій.

[1], [2], [3],

Морфологія

Е. Coli - факультативний анаероб, добре росте на звичайних поживних середовищах - колонії на агарі круглі, опуклі, напівпрозорі. Зростання на бульйоні у вигляді дифузного помутніння. Температурний оптимум для росту 37 ° С, зростає в діапазоні від 10 до 45 ° С, оптимальна рН 7,2-7,5. На всіх диференційно-діагностичних середовищах колонії Е. Coli. Розкладницької лактозу. Пофарбовані в колір індикатора (на середовищі Ендо - темно-малинові з металевим блиском).

Біохімічні властивості

Кишкова паличка в більшості випадків здатна ферментувати наступні вуглеводи з утворенням кислоти і газу: глюкозу, лактозу, маніт, арабинозу, галактозу, іноді сахарозу і деякі інші вуглеводи; утворює індол; як правило, не утворює H ₂ S; відновлює нітрати в нітрити, які не розріджує желатину, не росте на голодної середовищі з цитратом, дає позитивну реакцію з MR і негативну - Фогеса-Проскауера. За цими ознаками її легко можна відрізнити від збудників ряду захворювань (дизентерії, черевного тифу, сальмонельозів та ін.). Однак патогенні Е. Coli ні по культуральним, ні за біохімічними властивостями дуже часто не відрізняються від непатогенних.

[4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11]

Фактори патогенності кишкової палички

Здатність Е. Coli викликати різні захворювання обумовлена наявністю у неї таких чинників патогенності:

Фактори адгезії і колонізації. Вони необхідні для прикріплення до кліть кам тканини і їх колонізації. Виявлено три варіанти фактора колонізації: а) CFA / I-CFA / VI (англ. Colonization factor) - вони мають фімбріального структуру; б) EAF (англ. Enteropathogenic Е. Coli adherence factor) - інтімін - білок зовнішньої мембрани, кодується геном еаеА. Виявлено у 4 і ЕНЕС, виявляється по спо можності бактерій прикріплюватися до клітин Нер-2; в) Adhesion Henle-407 - фімбріального структури, виявляються по здатності бактерій прикріплюватися до кліть кам Henle-407. Всі вони кодуються плазмідними генами. Крім них описані і інші фактори колонізації, в ролі яких можуть виступати також бактеріаль ні ліпополісахариди.

Фактори інвазії. З їх допомогою EIEC і ЕНЕС, наприклад, проникають в епітеліоцити кишечника, розмножуються в них і викликають їх руйнування. Роль факторів інвазії виконують білки зовнішньої мембрани.

Екзотоксини. У патогенних Е. Coli виявлені екзотоксини, які пошкоджують мембрани (гемолізин), які пригнічують синтез білка (токсин Шига), що активізують вторинні месенджери (англ. Messenger - зв'язковий) - токсини CNF, ST, CT, CLTD, EAST.

Гемолізіни продукують різні патогени, в тому числі Е. Coli. Гемолізин - пороутворюючих токсин. Він спочатку зв'язується з мембраною клітини-мішені, а потім формує в ній пору, через яку відбувається вхід і вихід невеликих молекул і іонів, що веде до загибелі клітин і лізису еритроцитів.

Токсин Шига (STX) був виявлений спочатку у Shigella dysenteriae, а потім подібний токсин (шігаподобний токсин) був виявлений у ЕНЕС. Токсин (N-глікозідаза) блокує синтез білка, взаємодіючи з 28S рРНК, в результаті чого клітина гине (цитотоксин). Розрізняють два типи шігаподобного токсину: STX-1 і STX-2. STX-1 за антигенними властивостями майже ідентичний токсину Шига, a STX-2 відрізняється від токсину Шига за антигенними властивостями і, на відміну від STX-1, що не нейтралізується антисироватки до нього. Синтез цитотоксинов STX-1 і STX-2 контролюється у Е. Coli генами помірних конвертують профагов 9331 (STX-1) і 933W (STX-2).

• Токсин L (термолабільних токсин) - АДФ-рібозілтрансфераза; зв'язуючись з G-білком, викликає діарею.
• Токсин ST (термостабільний токсин), взаємодіючи з рецептором гуанілатциклази, стимулює її активність і викликає діарею.
• CNF (цитотоксичний некротичний фактор) - білок деамідаза, пошкоджує так звані RhoG-білки. Цей токсин виявлений у UPEC, що викликають інфекції сечовивідних шляхів.
• CLTD-токсин - цітолетальний розпушують токсин. Механізм дії вивчений слабо.
• Токсин EAST - термостабільний токсин ентероагрегатівних Е. Coli (EAEC), ймовірно, подібний до термостабільність токсину (ST).

Ендотоксини-ліпополісахариди. Вони визначають антигенну специфічний ність бактерій (яка детермінується повторюється бічній ланцюжком Сахаров) і форму колоній (втрата бічних ланцюжків призводить до перетворення S-колоній в R-колонії).

Таким чином, фактори патогенності Е. Coli контролюються не тільки хромосомними генами клітини-господаря, а й генами, що привноситься плазмідами або помірними конвертується фагами. Все це свідчить про можливість виникнення патогенних варіантів Е. Coli в результаті поширення серед них плазмід і помірних фагів. Нижче подано коротку характеристику 4 категорій Е. Coli, що викликають ОКЗ; відомостей про недавно виділених категоріях DAEC і ЕАЕС в доступних нам джерелах не знайдено.

ЕТЕС включає 17 серогрупи. Фактори адгезії і колонізації фімбріального структури типу CFA і ентеротоксини (LT або ST, або обидва) кодуються однією і тією ж плазмидой (плазмідами). Колонізують ворсинки без їх пошкодження. Ентеротоксини викликають порушення водно-сольового обміну. Локалізація процесу - область тонкої кишки. Заражає доза 108-1010 клітин. Захворювання протікає по типу холероподібний діареї. Тип епідемій - водний, рідше харчової. Хворіють діти у віці від 1 року до 3 років і дорослі.

EIEC включає 9 серогруп, патогенність пов'язана зі здатністю впроваджуватися в епітеліальні клітини слизової оболонки кишечника і розмножуватися усередині них, викликаючи їх руйнування. Ці властивості кодуються, крім хромосомних генів, генами плазміди (140 МД). Плазміда кодує синтез білків зовнішньої мембрани, які і визначають інвазію. Як сама плазмида, так і білки, які вона кодує, споріднені таким у збудників дизентерії, чим і пояснюється схожість EIEC з шигеллами. Заражає доза 10s клітин. Локалізація процесу - нижній відділ клубової і товста кишка. Захворювання протікає по типу дизентерії: спочатку водяниста діарея, потім колитический синдром. Хворіють діти 1,5- 2 років, підлітки та дорослі. Тип спалахів - харчової, водний.

Епідеміологія

Е. Coli є представником нормальної мікрофлори кишечника всіх ссавців, птахів, рептилій і риб. Тому для з'ясування питання, які варіанти Е. Coli і чому викликають ешеріхіози, треба було вивчити антигенну будову, розробити серологическую класифікацію, необхідну для ідентифікації патогенних серовариантов, і з'ясувати, якими факторами патогенності вони володіють, т. Е. Чому вони здатні викликати різні форми ешеріхіозов .

У Е. Coli виявлений 171 випадок О-антигенів (01-0171), 57 варіантів Н-антигенів (H1-H57) і 90 варіантів поверхневих (капсульних) К-антигенів. Проте насправді існує 164 групи по О-антигену і 55 серовариантов по Н-антигену, так як деякі з колишніх 0: Н-серогрупп були виключені з поля зору E. Coli, але порядкові номери О-і Н-антигенів збереглися незмінними. Антигенна характеристика діареегенних Е.соli включає в себе номери О-і Н-антигенів, наприклад, 055: 116; 0157: Н7; О-антиген означає приналежність до певної серогрупи, а Н-антиген - її серовариантов. Крім того, при більш поглибленому вивченні О-і Н-антигенів виявлено так звані факторні О-і Н-антигени, т. Е. Їх антигенні субваріантів, наприклад: Н2А, Н2Ь, Н2С або 020, О20а, O20ab і т. П. Всього в список діареегенних Е. Coli включено 43 О-серогрупи і 57 ОН-серовариантов. Список цей поповнюється все новими серовариантов.

[12], [13], [14]

Симптоми

Група включає 9 серогрупп класу 1 і чотири серогрупи класу 2. У серогрупп класу 1 є плазміда (60 МД), яка контролює синтез фактора адгезії і колонізації типу EAF. Він представлений білком, локалізованим в зовнішній мембрані, і виявляється по здатності бактерій прикріплюватися до клітин Нер-2. Білок має м. М. 94 кД. У серогрупп класу 2 ця плазмида відсутня, їх патогенність обумовлена якимись іншими факторами. У деяких штамів 4 обох класів виявлена здатність синтезувати STX. 4 колонізують плазмолемму ентероцитів, викликають пошкодження поверхні епітелію з утворенням ерозій і помірного запалення. Заражає доза 105-10 ¹² клітин. Процес локалізується в області тонкої кишки. Для захворювання характерні водяниста діарея і виражене зневоднення. Хворіють в основному діти першого року життя. Спосіб зараження - контактно-побутовий, рідше харчової.

Серогрупи EIEC і 4 - найбільш часті винуватці внутрішньолікарняних спалахів.

ЕНЕС продукують цитотоксини STX-1 і STX-2. Викликають у людей геморагічний коліт з важкими ускладненнями у вигляді гемолітичної уремії і тромботической тромбоцитопенічна пурпура. Токсини руйнують клітини ендотелію дрібних кровоносних судин. Утворення згустків крові і випадання фібрину призводять до порушення кровотоку, кровотечі, ішемії і некрозу в клітинній стінці. Уремічний гемолітичний синдром може призвести до летального результату. ЕНЕС представлені багатьма серотіпамі (-150), але головну епідеміологічну роль відіграють Е. Coli 0157-H7 і її безжгутіковая мутант Е. Coli 0157: NM, так як тільки вони утворюють STX. Ці штами бактерії можуть виділяти тільки один з цитотоксинов або обидва одночасно. Вважають, що природним резервуаром сероварів ЕНЕС, в тому числі Е. Coli 0157: H7, є велика рогата худоба і вівці. Найбільш частий шлях зараження - харчовий (м'ясо, особливо фарші; молоко). Е. Coli 0157: H7 надзвичайно стійка до несприятливих факторів. Це сприяє її виживанню і розмноженню в різних продуктах. Можливе зараження контактно-побутовим шляхом. Початок хвороби гострий: виникають кишкові спазми, потім пронос, спочатку водянистий, потім - з кров'ю. Хворіють діти і дорослі. Хвора людина заразний.

Лабораторна діагностика

Заснована на виділенні чистої культури збудника і його ідентифікації, а також на тестуванні токсинів за допомогою ПЛР. Збудника ешеріхіозов ідентифікують за допомогою набору полівалентних ОК-сироваток і набору адсорбованих сироваток, що містять антитіла тільки до певних антигенів. Для ідентифікації EIEC можна використовувати кератоконионктівальную пробу. Деякі представники EIEC нерухомі, що не ферментують лактози і салицина. Ідентифікації Е. Coli 0157: Н7 допомагає її нездатність ферментувати сорбіт (застосовують середовище Ендо з сорбітом замість лактози). Але найкраще для ідентифікації та диференціації збудників ОКЗ (всіх категорій) використовувати тест-системи ПЛР. При необхідності у виділених збудників визначають чутливість до антибіотиків.

Лікування кишкової палички

Використовують різні антибіотики. Для відновлення порушеного водно-сольового обміну застосовують оральні сольові розчини. Їх випускають в целофанових пакетах у вигляді порошків, що містять NaCl - 3,5 г; NaHC03 - 2,5 г; КС1 - 1,5 г і глюкози - 20,0 г і розчиняються в 1 літрі води.