Бактериологическое исследование при дизентерии. Лабораторная диагностика дизентерии, амебиаза и балантидиаза

Дизентерия.

Дизентерия - инфекционное заболевание, характеризующееся общей интоксикацией организма, жидким стулом и своеобразным поражением слизистой оболочки толстого кишечника. Она является одним из наиболее частых острых кишечных заболеваний в мире. Заболевание известно с давних времен под названием «кровавого поноса», однако природа его оказалась различной. В 1875г. русский ученый Леш выделил от больного кровавым поносом амебу Entamoeba histolytica, в последующие 15 лет была установлена самостоятельность этой болезни, за которой сохранилось название амебиаза. Возбудителями собственно дизентерии является большая группа биологически сходных бактерий, объединенных в род Shigelta. Впервые возбудитель был обнаружен в 1888г. А. Шантемесом и Видалем; в 1891г. он был описан А. В. Григорьевым, а в 1898г. К. Шига с помощью полученной от больного, сыворотки идентифицировал возбудителя у 34 больных дизентерией, окончательно доказав этиологическую роль этой бактерии. Однако в последующие годы были обнаружены и другие возбудители дизентерии: в 1900г. - С. Флекснером, в 1915г. - К. Зонне, в 1917г. - К. Штуцером и К. Шмитцем, в 1932г. - Дж. Бойдом, в 1934г. - Д. Ларджем, в 1943г. - А. Саксом.

В настоящее время род Shigella включает более 40 серотипов. Все они представляют собой короткие неподвижные грамотрицательные палочки, не образующие спор и капсул, которые (хорошо растут на обычных питательных средах, не растут на среде с цитратом в качестве единственного источника углерода; не образуют H2S, не имеют уреазы; реакция Фогеса-Проскауэра отрицательна; глюкозу и некоторые другие углеводы ферментируют с образованием кислоты без газа (кроме некоторых биотипов Shigella flexneri: S.manchester и ewcastle); как правило, не ферментируют лактозу (за исключением шигелл Зонне), адонит, инозит, не разжижают желатин, обычно образуют каталазу, не имеют лизиндекарбоксилазы и фенилаланиндезаминазы. Содержание Г+Ц в ДНК 49-53 мол%. Шигеллы - факультативные анаэробы, температурный оптимум для роста 37 °С, выше 45 °С не растут, оптимальная ph среды 6,7-7,2. Колонии на плотных средах - круглые, выпуклые, полупрозрачные, в случае ассоциации образуются шероховатые колонии R-формы. Рост на МПБ в виде равномерного помутнения, шероховатые формы образуют осадок. Свежевыделенные культуры шигелл Зонне J4HO образуют колонии двух типов: мелкие круглые выпуклые (I фаза), крупные плоские (2 фаза). Характер колонии зависит от наличия (I фаза) или отсутствия (II фаза) плазмиды с мм 120 МД, которая определяет также вирулентность шигелл Зонне.

У шигелл обнаружены различные по специфичности О-антигены: общие для семейства Enterobacteriaceae, родовые, видовые, групповые и типоспецифические, а также К-антигены; Н-антигенов у них нет.

В классификации учитываются только групповые и типоспецифические О-антигены. В соответ­ствии с этими признаками род Shigella подразделяется на 4 подгруппы, или 4 вида, и включает 44 серотипа. В подгруппу А (вид Shigella dysenteriae) включены шигеллы, не ферментирующие манни­та. Вид включает в себя 12 серотипов (1-12). Каждый стереотип имеет свой особый типовой антиген; антигенные связи между серотипами, а также с другими видами шигелл выражены слабо. К подгруппе В (вид Shigella flexneri) относятся шигеллы, обычно ферментирующие маннит. Шигел­лы этого вида серологически родственны друг другу: они содержат типоспецифические антигены (I-VI), по которым подразделяются на серотипы (1-6), и групповые антигены, которые обнаружи­ваются в разных составах у каждого серотипа и по которым серотипы подразделяются на подсеро­типы. Кроме того, этот вид включает два антигенных варианта - X и Y, у которых нет типовых антигенов, они различаются по наборам групповых антигенов. Серотип S.flexneri 6 не имеет подсеротипов, но его разделяют на 3 биохимических типа по особенностям ферментации глюкозы, маннита и дульцита.

К подгруппе С (вид Shlgella boydll) относятся шигеллы, обычно ферментирующие маннит. Члены группы серологически отличаются друг от друга. Антигенные связи внутри вида выражены слабо. Вид включает 18 серотипов (1-18), каждый из которых имеет свой главный типовой антиген.

В подгруппу D (вид Shlgella sonnel) включены шигеллы, обычно ферментирующие маннит и способ­ные медленно (через 24 ч инкубации и позже) ферментировать лактозу и сахарозу. Вид S.sonnei включает один серотип, однако колонии I и II фаз обладают своими типоспецифическими антигенами. Для внутривидовой классификации шигелл Зонне предложено два метода:

1) деление их на 14 биохимических типов и подтипов по способности ферментировать мальтозу, рамнозу и ксилозу;

2)деление на фаготипы по чувствительности к набору соответствующих фагов.

Эти способы типирования имеют главным образом эпидемиологическое значение. Кроме того, шигеллы Зонне и шигеллы Флекснера с этой же целью подвергают типированию по способности синтезировать специфические колицины (колициногенотипирование) и по чувствительности к извест­ным колицинам (колицинотипирование). Для определения типа продуцируемых шигеллами колицинов Дж. Абботом и Р. Шеноном предложены наборы типовых и индикаторных штаммов шигелл, а для определения чувствительности шигелл к известным типам колицинов используют набор эталон­ных колициногенных штаммов П. Фредерика.

Резистентность . Шигеллы обладают достаточно высокой устойчивостью к факторам внешней среды. Они выживают на хлопчатобумажной ткани и на бумаге до 30-36 дней, в высохших испражнениях - до 4-5мес, в почве - до 3-4 мес, в воде - от 0,5 до 3 мес, на фруктах и овощах - до 2 ед, в молоке и молочных продуктах - до нескольких недель; при 60 °С погибают через 15-20 мин.

Чувствительны к растворам хлорамина, активному хлору и другим дезинфектантам.

Факторы патогенности . Важнейшее биологическое свойство шигелл, обусловливающее их патогенность, - способность внедряться в эпителиальные клетки, размножаться в них и вызывать их гибель. Этот эффект может быть обнаружен с помощью кератоконъюнктивальной пробы (введение под нижнее веко морской свинки одной петли культуры шигелл (2-3 млрд бактерий) вызывает развитие серозно-гнойного кератоконъюнктивита), а также путем заражения культур клеток (цитотоксическое действие), или куриных эмбрионов (их гибель), или интраназально белых мышей (разви­тие пневмонии). Основные факторы патогенности шигелл можно разбить на три группы:

1) факторы, определяющие взаимодействие с эпителием слизистой оболочки;

2) факторы, обеспечивающие устойчивость к гуморальным и клеточным механизмам защиты макроорганизма и способность шигелл размножаться в его клетках;

3) способность продуцировать токсины и токсические продукты, которые обусловливают развитие собственно патологического процесса.

Первая группа включает в себя факторы адгезии и колонизации: их роль выполняют пили, белки наружной мембраны и ЛПС. Адгезии и колонизации способствуют ферменты, разрушающие слизь, - нейраминидаза, гиалуронидаза, муциназа. Вторая группа включает факторы инвазии, которые способ­ствуют проникновению шигелл в энтероциты и их размножению в них и в макрофагах с одновремен­ным проявлением цитотоксического и (или) энтеротоксического эффекта. Эти свойства контролируют­ся генами плазмиды с м.м. 140 МД (она кодирует синтез белков наружной мембраны, обусловливающих инвазию) и хромосомными генами шигелл: кср А (обусловливает кератоконъюнктивит), cyt (отвечает за разрушение клеток), а также другими генами, еще не идентифицированными. Защита шигелл от фагоцитоза обеспечивается поверхностным К-антигеном, антигенами 3, 4 и липополисахаридом. Кроме того, липид А эндотоксина шигелл обладает иммуносупрессивным действием - подавляет активность клеток иммунной памяти.

К третьей группе факторов патогенности относятся эндотоксин и обнаруженные у шигелл два типа экзотоксинов - экзотоксины Шига и шигаподобные (SLT-I и SLT-II), цитотоксические свойства которых наиболее сильно выражены у S.dysenteriae 1. Шига- и шигаподобные токсины обнаружены и у других серотипов S.dysenteriae, их образуют также S.flexneri, S.sonnei, S.boydii, ETEC и некоторые сальмонеллы. Синтез этих токсинов контролируется tox-генами конвертирующих фагов. Энтеротоксины типа LT обнаружены у шигелл Флекснера, Зонне и Бойда. Синтез LT у них контролируется плазмидными генами. Энтеротоксин стимулирует активность аденилатциклазы и отвечает за развитие диареи. Токсин Шига, или нейротоксин, не реагирует с аденилатциклазной системой, а оказывает прямое цитотоксическое действие. Токсины Шига и шигаподобные (SLT-I и SLT-II) имеют м.м. -70 кД и состоят из субъединиц А и В (последние из 5 одинаковых малых субъединиц). Рецептором для токсинов служит гликолипид мембраны клетки.

Вирулентность шигелл Зонне зависит также от плазмиды с м.м. 120 МД. Она контролирует синтез около 40полипептидов наружной мембраны, семь из них связаны с вирулентностью. Шигеллы Зонне, имеющие эту плазмиду, образуют колонии I фазы и обладают вирулентностью. Культуры, утратившие плазмиду, образуют колонии II фазы и лишены вирулентности. Плазмиды с м.м. 120-140 МД обнаружены у шигелл Флекснера и Бойда. Липополисахарид шигелл является сильным эндотоксином.

Особенности эпидемиологии. Источником инфекции является только человек. Никакие живот­ные в природе дизентерией не болеют. В экспериментальных условиях дизентерию удается воспроиз­вести только у обезьян. Способ заражения - фекально-оральный. Пути передачи - водный (преобла­дающий для шигелл Флекснера), пищевой, особенно важная роль принадлежит молоку и молочным продуктам (преобладающий путь заражения для шигелл Зонне), и контактно-бытовой, особенно для вида S.dysenteriae.

Особенностью эпидемиологии дизентерии является смена видового состава возбудителей, а также биотипов Зонне и серотипов Флекснера в определенных регионах. Например, до конца 30-х годов XX века на долю S.dysenteriae 1 приходилось до 30-40% всех случаев заболеваний дизентерией, а затем этот серотип стал встречаться все реже и реже и почти исчез. Однако в 60-80-е годы S.dysenteriae вновь появилась на исторической арене и вызвала серию эпидемий, которые привели к формированию трех гиперэндемических очагов ее - в Центральной Америке, Центральной Африке и Южной Азии (Индия, Пакистан, Бангладеш и др. страны). Причины смены видового состава возбудителей дизентерии, вероятно, связаны с изменением коллективного иммунитета и с изменением свойств дизентерийных бактерий. В частности, возвращение S.dysenteriae 1 и широкое распространение ее, послужившее причиной формирования гиперэндемических очагов дизентерии, связывают с приобретением ею плазмид, обусловивших множественную лекарственную устойчивость и повышенную вирулентность.

Особенности патогенеза и клиники. Инкубационный период при дизентерии 2-5 дней, иногда меньше суток. Формирование инфекционного очага в слизистой оболочке нисходящего отдела толстого кишечника (сигмовидная и прямая кишка), куда проникает возбудитель дизенте­рии, носит циклический характер: адгезия, колонизация, внедрение шигелл в цитоплазму энтероцитов, их внутриклеточное размножение, разрушение и отторжение эпителиальных клеток, вы­ход возбудителей в просвет кишечника; вслед за этим начинается очередной цикл - адгезия, колонизация и т. д. Интенсивность циклов зависит от концентрации возбудителей в пристеночном слое слизистой оболочки. В результате повторяющихся циклов воспалительный очаг разрас­тается, образующиеся язвы, соединяясь, увеличивают обнаженность кишечной стенки, вслед­ствие чего в испражнениях появляются кровь, слизисто-гнойные комочки, полиморфноядерные лейкоциты. Цитотоксины (SLT-I и SLT-II) обусловливают разрушение клеток, энтеротоксин - диарею, эндотоксины - общую интоксикацию. Клиника дизентерии во многом определяется тем, какой тип экзотоксинов в большей степени продуцируется возбудителем, степенью его аллергизирующего воздействия и иммунным статусом организма. Однако многие вопросы патогенеза дизентерии остаются еще не выясненными, в частности: особенности течения дизентерии у детей первых двух лет жизни, причины перехода острой дизентерии в хроническую, значение сенсибилизации, механизм местного иммунитета слизистой кишечника и др. Наиболее типичны­ми клиническими проявлениями дизентерии служат понос, частые позывы - в тяжелых случаях до 50 и более раз в сутки, тенезмы (болезненные спазмы прямой кишки) и общая интоксикация. Характер стула определяется степенью поражения толстого кишечника. Наиболее тяжело проте­кает дизентерия, вызванная S.dysenteriae 1 , наиболее легко - дизентерия Зонне.

Постинфекционный иммунитет . Как показали наблюдения над обезьянами, после перенесен­ной дизентерии остается прочный и достаточно длительный иммунитет. Он обусловлен антимикроб­ными антителами, антитоксинами, повышением активности макрофагов и Т-лимфоцитами. Значитель­ную роль играет местный иммунитет слизистой оболочки кишечника, опосредуемый IgAs. Однако иммунитет носит типоспецифический характер, прочного перекрестного иммунитета не возникает.

Лабораторная диагностика . Основной метод - бактериологический. Материалом для исследова­ния служат испражнения. Схема выделения возбудителя: посев на дифференциально-диагностические среды Эндо и Плоскирева (параллельно на среду обогащения с последующим посевом на среды Эндо, Плоскирева) для выделения изолированных колоний, получение чистой культуры, изучение ее биохими­ческих свойств и, с учетом последних, идентификация при помощи поливалентных и моновалентных диагностических агглютинирующих сывороток. Выпускают следующие коммерческие сыворотки:

1. К шигеллам, не ферментирующим маннит: к S.dysenteriae 1 к 2 S.dysenteriae 3-7 (поливалентные и моновалентные), к S.dysenteriae 8-12 (поливалентные и моновалентные).

2. К шигеллам, ферментирующим маннит:

к типовым антигенам S.flexneri I, II, III, IV, V, VI,

к групповым антигенам S.flexneri 3, 4, 6,7,8 - поливалентная,

к антигенам S.boydii 1-18 (поливалентная и моновалентные),

к антигенам S.sonnei I фазы, II фазы,

к антигенам S.flexneri I-VI+ S.sonnei - поливалентная.

Для обнаружения антигенов в крови (в том числе в составе ЦИК), моче и испражнениях могут быть использованы следующие методы: РПГА, РСК, реакция коагглютинации (в моче и испражнениях), ИФМ, РПГА (в сыворотке крови). Эти методы высокоэффективны, специфичны и пригодны для ранней диагностики.

Для серологической диагностики могут быть использованы: РПГА с соответствующими эритроцитарными диагностикумами, иммунофлуоресцентный метод (в непрямой модификации), метод Кумбса (определение титра неполных антител). Диагностическое значение имеет также аллергическая проба с дизентерином (раствор белковых фракций шигелл Флекснера и Зонне). Реакцию учитывают через 24 ч. Она считается положительной при наличии гиперемии и инфильтрата диаметром 10-20мм.

Лечение. Основное внимание уделяется восстановлению нормального водно-солевого обмена, рациональному питанию, дезинтоксикации, рациональной антибиотикотерапии (с учетом чувствитель­ности возбудителя к антибиотикам). Хороший эффект дает раннее применение поливалентного дизен­терийного бактериофага, особенно таблетированного с пектиновым покрытием, которое предохраняет фаг от действия НС1 желудочного сока; в тонком кишечнике пектин растворяется, фаги освобождают­ся и проявляют свое действие. С профилактической целью фаг следует давать не реже одного раза в три дня (срок его выживания в кишечнике).

Проблема специфической профилактики. Для создания искусственного иммунитета против дизентерии были использованы различные вакцины: из убитых бактерий, химические, спиртовая, но все они оказались малоэффективными и сняты с производства. Созданы вакцины против дизентерии Флекснера из живых (мутантных, стрептомицинзависимых) шигелл Флекснера; рибосомальные вакци­ны, но они также не нашли широкого применения. Поэтому проблема специфической профилактики дизентерии остается нерешенной. Основной путь борьбы с дизентерией заключается в улучшении системы водоснабжения и канализации, обеспечении строгих санитарно-гигиенических режимов на предприятиях пищевой, в особенности молочной промышленности, в детских учреждениях, местах общественного пользования и в соблюдении личной гигиены.

Микробиология холеры

По определению ВОЗ, холера - это болезнь, для которой типичен острый тяжелый обезво­живающий понос с испражнениями в виде рисового отвара, являющийся следствием зара­жения Vibrio cholerae. В связи с тем, что для нее характерны резко выраженная способность к широкому эпидемическому распространению, тяжелое течение и высокая летальность, холера отно­сится к числу особо опасных инфекций.

Исторической родиной холеры является Индия, точнее, дельта рек Ганг и Брахмапутра (ныне Восточная Индия и Бангладеш), где она существует с незапамятных времен (эпидемии холеры в этом районе наблюдали еще за 500 лет до нашей эры). Длительное существование здесь эндемического очага холеры объясняется многими причинами. Холерный вибрион может не только долго сохраняться в воде, но и размножаться в ней при благоприятных условиях - температуре выше +12 °С, наличии органических веществ. Все эти условия в Индии налицо - тропический климат (среднегодовая температура от +25 до +29 °С), обилие осадков и заболоченность, высокая плотность населения, особенно в дельте реки Ганг, большое количество органических веществ в воде, непрерывное кругло­годичное загрязнение воды сточными водами и испражнениями, низкий материальный уровень жизни и своеобразные религиозно-культовые обряды населения.

Возбудитель холеры Vibrio cholerae был открыт в 1883г. во время пятой пандемии Р. Кохом, однако впервые вибрион в испражнениях больных диареей был обнаружен еще в 1854г. Ф. Пацини.

V.cholerae относится к семейству Vibrionaceae, которое включает в себя несколько родов (Vibrio, Aeromonas, Plesiomonas, Photobacterium). Род Vibrio с 1985г. насчитывает более 25 видов, из которых наибольшее значение для человека имеют V.cholerae, V.parahaemolyticus, V.alginolyticus, dnificus и V.fluvialis.

Ключевые признаки рода Vibrio : короткие, не образующие спор и капсул, изогнутые или прямые грамотрицательные палочки, диаметром 0,5мкм, длиной 1,5-3,0мкм, подвижные (V.cholerae - монотрих, у некоторых видов два и большее число полярно расположенных жгутиков); хорошо и быстро растут на обычных средах, хемоорганотрофы, ферменти­руют углеводы с образованием кислоты без газа (глюкозу ферментируют по пути Эмбдена-Мейергофа). Оксидазоположительны, образуют индол, восстанавливают нитраты в нитриты (V.cholerae дает положительную нитрозо-индоловую реакцию), расщепляют желатин, часто дают положительную реакцию Фогеса-Проскауэра (т. е. образуют ацетилметилкарбинол), уреазы не имеют, не образуют Н S. имеют декарбоксилазы лизина и орнитина, но не имеют аргининдигидролазы.

Холерный вибрион очень неприхотлив к питательным средам. Он хорошо и быстро размножается на 1 %-ной щелочной (рН 8,6-9,0) пептонной воде (ПВ), содержащей 0,5-1,0%-ный NaCl, обгоняя рост других бактерий. Для подавления роста протея к 1 %-ной, (ПВ) рекомендуется добавлять теллурит калия 4 (конечном разведении 1:100 000). 1%-ная ПВ является наилучшей средой обогащения для холерного вибриона. При росте он образует через 6-8 ч на поверхности ПВ нежную рыхлую сероватого цвета пленку, которая при встряхивании легко разрушается и падает на дно в виде хлопьев, ПВ умеренно мутнеет. Для выделения холерного вибриона предложены различные избира­тельные среды: щелочной агар, желточно-солевой агар, щелочной альбуминат, щелочной агар с кро­вью, лактозо-сахарозные и другие среды. Наилучшей является среда TCBS (тиосульфатцитрат-бромтимоловый сахарозный агар) и ее модификации. Однако чаще всего используют щелочной МПА, на котором холерный вибрион образует гладкие стекловидно-прозрачные с голубоватым оттенком дисковидные колонии вязкой консистенции.

При посеве уколом в столбик желатина вибрион через 2 сут при 22-23 °С вызывает разжижение с поверхности в виде пузырька, затем воронкообразное и, наконец, послойное.

В молоке вибрион быстро размножается, вызывая через 24-48 час свертывание, а затем наступает пептонизация молока, и через 3-4 дня вибрион погибает из-за сдвига рН молока в кислую сторону.

Б. Хейберг по способности ферментировать маннозу, сахарозу и арабинозу распределил все вибрио­ны (холерные и холероподобные) на ряд групп, количество которых ныне составляет 8. Холерный вибрион относится к первой группе Хейберга.

Вибрионы, сходные по морфологическим, культуральным и биохимическим признакам с холерным, называли и называют по-разному: парахолерными, холероподобными, НАГ-вибрионами (неагглютинирующиеся вибрионы); вибрионами, не относящимися к 01-группе. Последнее название наиболее точно подчеркивает их отношение к холерному вибриону. Как было установлено А. Гарднером и К. Венкатраманом, холерные и холероподобные вибрионы имеют общий Н-антиген, но различаются по О-антигенам. По О-антигену холерные и холероподобные вибрионы к настоящему времени распределя­ют на 139 О-серогрупп, но их количество все время пополняется. Холерный вибрион относится к 01 группе. Он имеет общий А-антиген и два типоспецифических антигена - В и С, по которым и различают три серотипа V.cholerae - серотип Огава (АВ), серотип Инаба (АС) и серотип Гикошима (ABC). Холерный вибрион в стадии диссоциации имеет OR-антиген. В связи с этим для идентификации V.cholerae используют О-сыворотку, OR-сыворотку и типоспецифические сыворотки Инаба и Огава.

Факторы патогенности V.cholerae :

1. Подвижность.

2. Хемотаксис. С помощью этих свойств вибрион преодолевает слизистый слой и вступает во взаимодействие с эпителиальными клетками. У мутантов Che" (утративших способность к хемотакси­су) вирулентность резко снижается. Вирулентность у мутантов Mot" (утративших подвижность) либо полностью исчезает, либо снижается в 100-1000 раз.

3. Факторы адгезии и колонизации, с помощью которых вибрион прилипает к микроворсинкам и колонизирует слизистую оболочку тонкого кишечника.

4. Ферменты: муциназа, протеазы, нейраминидаза, лецитиназа и пр.

Они способствуют адгезии и колонизации, так как разрушают вещества, входящие в состав слизи. Нейраминидаза, отщепляя от гликопротеинов эпителия сиаловую кислоту, создает «посадочную» площадку для вибрионов. Кроме того, она увеличивает количество рецепторов для холерогена путем модификации три- и дисиалоганглиозидов в моносиалоганглиозид Gm b который служит рецептором для холерогена.

5. Главным фактором патогенности V.cholerae является экзотоксин-холероген, который и обус­ловливает патогенез холеры. Молекула холерогена имеет м.м. 84 кД и состоит из двух фрагмен­тов - А и В. Фрагмент А состоит из двух пептидов - А1 и А2 - и обладает специфическим свойством холерного токсина. Фрагмент В состоит из 5 одинаковых субъединиц и выполняет две функции: 1) распознает рецептор (моносиалоганглиозид) энтероцита и связывается с ним;

2) формирует внутримембранный гидрофобный канал для прохождения субъединицы А. Пептид А 2 Сл ужит для связи фрагментов А и В. Собственно токсическую функцию выполняет пептид A t . Он взаимодействует с НАД, вызывает его гидролиз, образующаяся при этом АДФ-рибоза связывается с регуляторной субъединицей аденилатциклазы. Это ведет к угнетению гидролиза ГТФ. Возникший комплекс ГТФ + аденилатциклаза вызывает гидролиз АТФ с образованием цАМФ. (Другой путь накопления цАМФ - подавление холерогеном фермента, осуществляющего гидро­лиз цАМФ до 5-АМФ).

6. Помимо холерогена, холерный вибрион синтезирует и выделяет фактор, повышающий проницаемость капилляров.

7. У холерных вибрионов обнаружены также и другие экзотоксины, в частности, типа LT, ST и SLT.

8. Эндотоксин. Липополисахарид V.cholerae обладает сильным эндотоксическим свойством. Он отвечает за общую интоксикацию организма и рвоту. Антитела, образующиеся против эндотоксина, обладают выраженным вибриоцидным действием (растворяют вибрионы в присутствии комплемента) и являются важным компонентом постинфекционного и поствакцинального иммунитета.

Способность вибрионов, не относящихся к 01-группе, вызывать спорадические или групповые диарейные заболевания людей, связана с наличием у них энтеротоксинов типа LT или ST, стимулиру­ющих либо аденилат-, либо гуанилатциклазные системы соответственно.

Синтез холерогена - важнейшее свойство V.cholerae. Гены, контролирующие синтез А- и В-фрагментов холерогена, объединены в оперон vctAB или ctxB, они расположены в хромосоме вибриона. У некоторых штаммов холерного вибриона обнаружено по два таких нетандемных оперона. Функция оперона управляется двумя регуляторными генами. Ген toxR обеспечивает позитивный контроль, мутации этого гена приводят к снижению продукции токсина в 1000 раз. Ген htx осуществляет негативный контроль, мутации в этом гене усиливают продукцию токсина в 3-7 раз.

Для обнаружения холерогена могут быть использованы следующие методы:

1. Биологические пробы на кроликах. При внутрикишечном введении холерных вибрионов кроликам-сосункам (возраст не более 2 нед) у них развивается типичный холерогенный синдром: диарея, обезвоживание и гибель кролика. На вскрытии - резкая инъекция сосудов желудка и тонкого
кишечника, иногда в нем скапливается прозрачная жидкость. Но особенно характерными являются изменения толстого кишечника - он увеличен и переполнен совершенно прозрачной, соломенного цвета жидкостью с хлопьями и пузырьками газа. При введении в лигированный участок тонкой кишки холерных вибрионов взрослым кроликам у них отмечаются такие же изменения в толстом кишечнике, как и при заражении кроликов-сосунков.

2. Непосредственное обнаружение холерогена с помощью иммунофлуоресцентного или иммуноферментного методов или реакции пассивного иммунного гемолиза (холероген связывается с Gm1 эритроцитов, и они при добавлении антитоксических антител и комплемента лизируются).

3. Стимуляция клеточной аденилатциклазы в культурах клеток.

4. Использование в качестве ДНК-зонда фрагмента хромосомы V.cholerae, несущего оперонхолерогена.

Во время седьмой пандемии выделялись штаммы V.cholerae с различной степенью вирулентности: холерогенные (вирулентные), слабохолерогенные (маловирулентные) и нехолерогенные (невирулент­ные). Нехолерогенные V.cholerae, как правило, обладают гемолитической активностью, не лизируются холерным диагностическим фагом 5 (ХДФ-5) и не вызывают заболевания человека.

Для фаготипирования V.cholerae (в том числе и V.eltor) С. Мукерджи были предложены соответ­ствующие наборы фагов, которые затем в России были дополнены другими фагами. Набор таких фагов (1-7) позволяет выделить среди V.cholerae 16 фаготипов. ХДФ-3 избирательно лизирует холерные вибрионы классического типа, ХДФ-4 - вибрионы Эль-Тор, а ХДФ-5 лизирует только холерогенные (вирулентные) вибрионы обоих типов и не лизирует нехолерогенные вибрионы.

Холерогенные вибрионы, как правило, не обладают гемолитической активностью, лизируются ХДФ-5 и вызывают заболевание людей холерой.

Резистентность возбудителей холеры. Холерные вибрионы хорошо выживают при низкой темпе­ратуре: во льду сохраняют жизнеспособность до 1 мес; в морской воде - до 47 сут, в речной - от 3-5 дней до нескольких недель, в кипяченой минеральной воде сохраняются более 1 года, в почве - от 8 дней до 3 мес, в свежих испражнениях - до 3 сут, на вареных продуктах (рис, лапша, мясо, каши и др.) выживают 2-5 дней, на сырых овощах - 2-4 дня, на фруктах - 1-2 дня, в молоке и молочных продуктах - 5 дней; при хранении на холоде срок выживания увеличивается на 1-3 дня: на полотня­ном белье, загрязненном испражнениями, сохраняются до 2 сут, а на влажном материале - неделю. Холерные вибрионы при 80 °С погибают через 5мин, при 100 °С - моментально; высокочувствительны к кислотам; под влиянием хлорамина и других дезинфектантов погибают через 5-15 мин. Они чувствительны к высушиванию и действию прямых солнечных лучей, но хорошо и долго сохраняются и даже размножаются в открытых водоемах и сточных водах, богатых органическими веществами, имею­щих щелочную рН и температуру выше 10-12 °С. Высокочувствительны к хлору: доза активного хлора 0,3-0,4 мг/л воды за 30 мин вызывает надежное обеззараживание от холерного вибриона.

Особенности эпидемиологии . Основным источником инфекции является только человек - боль­ной холерой или вибриононоситель, а также загрязненная ими вода. Никакие животные в природе холерой не болеют. Способ заражения - фекально-оральный. Пути заражения: а) основной - через воду, используемую для питья, купания и хозяйственно-бытовых нужд; б) контактно-бытовой и в) через пищу. Все крупные эпидемии и пандемии холеры носили водный характер. Холерные вибрионы облада­ют такими приспособительными механизмами, которые обеспечивают существование их популяций как в организме человека, так и в определенных экосистемах открытых водоемов. Обильная диарея, кото­рую вызывает холерный вибрион, приводит к очищению кишечника от конкурирующих бактерий и способствует широкому распространению возбудителя в окружающей среде, прежде всего в сточных водах и в открытых водоемах, куда их сбрасывают. Человек, больной холерой, выделяет возбудителя в огромном количестве - от 100 млн до 1 млрд на 1 мл испражнений, вибриононоситель выделяет 100- 100 000 вибрионов в 1 мл, заражающая доза составляет около 1 млн вибрионов. Продолжительность выделения холерного вибриона у здоровых носителей составляет от 7 до 42 дней, и 7-10 дней - у переболевших. Более продолжительное выделение наблюдается крайне редко.

Особенностью холеры является то, что после нее, как правило, не остается длительного носительства и не формируются стойкие эндемические очаги. Однако, как уже указывалось выше, в связи с загрязнением открытых водоемов сточными водами, содержащими в большом количестве органические вещества, моющие средства и поваренную соль, в летнее время холерный вибрион в них не только долго выживает, но даже и размножается.

Важное эпидемиологическое значение имеет тот факт, что холерные вибрионы 01-группы, как нетоксигенные, так и токсигенные, могут длительно сохраняться в различных водных экосистемах в виде некультивируемых форм. С помощью цепной полимеразной реакции при отрицательных бактериологических исследованиях на ряде эндемичных территорий СНГ в различных водоемах были обнаружены vet-гены некультивируемых форм V.cholerae.

При возникновении заболеваний холерой осуществляют комплекс противоэпидемических меропри­ятий, среди которых ведущим и решающим является активное своевременное выявление и изоляция (госпитализация, лечение) больных в острой и атипичной форме и здоровых вибриононосителей; принимаются меры по пресечению возможных путей распространения инфекции; особое внимание уделяется водоснабжению (хлорирование питьевой воды), соблюдению санитарно-гигиенического ре­жима на пищевых предприятиях, в детских учреждениях, местах общественного пользования; осуще­ствляется строгий контроль, в том числе бактериологический, за открытыми водоемами, проводится иммунизация населения и т. п.

Особенности патогенеза и клиники . Инкубационный период при холере варьирует от несколь­зких часов до 6 сут, чаще всего - 2-3 дня. Попав в просвет тонкого кишечника, холерные вибрионы за счет подвижности и хемотаксиса к слизистой оболочке направляются к слизи. Чтобы проникнуть через нее, вибрионы вырабатывают ряд ферментов: нейраминидазу, муциназу, протеазы, лецитиназу, некоторые разрушают вещества, содержащиеся в слизи, и облегчают продвижение вибрионов к эпители­альным клеткам. Путем адгезии вибрионы прикрепляются к гликокаликсу эпителия и, теряя подвиж­ность, начинают интенсивно размножаться, колонизируя микроворсинки тонкого кишечника, и одновременно вырабатывать большое количество экзотоксина-холерогена. Молекулы холерогена связываются с моносиалоганглиозидом Gm1 и проникают в мембрану клетки, активируют аденилатциклазную систему, а накапливающийся цАМФ вызывает гиперсекрецию жидкости, катионов и анионов Na + , HCO 3 ~, К + , СГ из энтероцитов, что и приводит к холерной диарее, обезвоживанию и обессоливанию организма. Различают три типа течения болезни:

1. бурное, тяжелое обезвоживающее диарейное заболевание, приводящее к смерти больного через несколько часов;

2. менее тяжелое течение, или понос без обезвоживания;

3. бессимптомное течение заболевания (вибриононосительство).

При тяжелой форме холеры у больных появляется понос, стул учащается, испражнения становят­ся все более обильными, принимают водянистый характер, утрачивают фекальный запах и имеют вид рисового отвара (мутная жидкость с плавающими в ней остатками слизи и клетками эпителия). Затем присоединяется изнурительная рвота, сначала содержимым кишечника, а затем рвотные массы приоб­ретают вид рисового отвара. Температура у больного падает ниже нормы, кожа становится синюшной, морщинистой и холодной - холерный алгид. В результате обезвоживания происходит сгущение крови, развивается цианоз, кислородное голодание, резко страдает функция почек, появляются судо­роги, больной теряет сознание и наступает смерть. Летальность от холеры во время седьмой панде­мии варьировала от 1,5% в развитых странах до 50% в развивающихся странах.

Постинфекционный иммунитет прочный, длительный, повторные заболевания наблюдаются редко. Иммунитет антитоксический и антимикробный, обусловлен антителами (антитоксины сохраня­ются дольше, чем антимикробные антитела), клетками иммунной памяти и фагоцитами.

Лабораторная диагностика. Основным и решающим методом диагностики холеры является бактериологический. Материалом для исследования от больного служат испражнения и рвотные массы; на вибриононосительство исследуют испражнения; у лиц, погибших от холеры, для исследова­ния берут лигированный отрезок тонкого кишечника и желчный пузырь; из объектов внешней среды чаще всего исследуют воду открытых водоемов и сточные воды.

При проведении бактериологического исследования необходимо соблюдать следующие три условия:

1) как можно быстрее произвести посев материала от больного (холерный вибрион сохраняется в испражнениях короткий срок);

2) посуда, в которую берут материал, не должна обеззараживаться химическими веществами и не должна содержать их следы, так как холерный вибрион к ним очень чувствителен;

3) исключить возможность загрязнения и заражения окружающих.

В тех случаях, когда выделяются V.cholerae не 01-группы, они должны быть типированы с помощью соответствующих агглютинирующих сывороток других серогрупп. Выделение от больного диареей (в том числе холероподобной) V.cholerae не 01-группы требует проведения таких же проти­воэпидемических мероприятий, как и в случае выделения V.cholerae 01-группы. При необходимости у выделенных холерных вибрионов одним из методов определяют способность синтезировать холероген или наличие у них генов холерогена с помощью ДНК-зонда.

Серологическая диагностика холеры носит вспомогательный характер. С этой целью может быть использована реакция агглютинации, но лучше - определение титра вибриоцидных антител или антитоксинов (антитела к холерогену определяют иммуноферментным или иммунофлуоресцентным методами).

Лечение больных холерой должно заключаться прежде всего в регидратации и восстановлении нормального водно-солевого обмена. С этой целью рекомендуется использовать солевые растворы, например, такого состава: NaCl - 3,5; NaHCO 3 - 2,5; КС1 - 1,5 и глюкоза - 20,0 г на 1 л воды. Такое патогенетически обоснованное лечение в сочетании с рациональной антибиотикотерапией по­зволяет снизить летальность при холере до 1% и менее.

Специфическая профилактика. Для создания искусственного иммунитета были предложены различные вакцины, в том числе из убитых штаммов Инаба и Огава; холероген-анатоксин для подкожного применения и энтеральная химическая бивалентная вакцина, сос

ЛАБОРАТОРНАЯ ДИАГНОСТИКА ДИЗЕНТЕРИИ, АМЕБИАЗА И БАЛАНТИДИАЗА

В современных условиях в отдельных случаях или при небольших очаговых вспышках кишечных заболеваний, протекающих нередко с неясной симптоматикой, лабораторные методы исследования приобретают важное практическое значение.

Исследования, проводимые с диагностической целью, должны осуществляться со строгим соблюдением установленных рекомендаций и в возможно ранние сроки.

Сбор каловых масс для исследований производят в чистую посуду (ночные вазы, подкладные судна), не содержащую остатков дезинфицирующих веществ, со слизистой оболочки прямой кишки материал для исследования берут тампонами при ректороманоскопии.

Для бактериологического подтверждения диагноза взятие испражнений у больных дизентерией лучше проводить до лечения антибиотиками и сульфаниламидами, а для определения бактерионосительства - после лечения этими препаратами.

Посев на чашки Петри необходимо производить сразу после взятия материала.

Прежде всего осуществляют макроскопическое исследование кала, при этом могут обнаруживать: пищевые остатки - кусочки мяса, остатки жира, растительной пищи и патологические примеси - слизь вязкой консистенции в виде комков (не прозрачных при дизентерии и прозрачных при амебиазе); кровь, не измененная при дизентерии и язвенном поражении нижнего отдела толстой кишки другой этиологии, и измененного цвета («малиновое желе») при амебиазе, балантидиазе; гной выявляют при тяжелых затяжных формах дизентерии.

Микроскопическое исследование кала применяют для обнаружения клеточных элементов крови, амеб, балантидий и их цист. Нативный препарат готовят следующим образом: петлей наносят на предметное стекло комочек кала и рядом каплю изотонического раствора натрия хлорида, перемешивают и накрывают покровным стеклом. Для окрашивания простейших используют раствор Люголя.

Для дифференцирования клеточных элементов крови препараты обрабатывают краской Романовского - Гимзы или азур-эозином. При дизентерии в препарате, приготовленном из слизи, находят много нейтрофильных гранулоцитов (свыше 90% всех клеточных элементов), единичные эозинофильные гранулоциты (эозинофилы) и различное количество эритроцитов; при амебиазе - клеточных элементов мало, главную массу их составляют измененные клетки с пикнотическим ядром и узким ободком протоплазмы. Находят эозинофильные гранулоциты и кристаллы Шарко - Лейдена.

Тканевые формы амебы (Entamoeba histolytica) в неокрашенном препарате бесцветны, подвижны (при помощи псевдоподий), в вытянутом состоянии достигают 50-60 мкм, в эндоплазме их часто обнаруживают эритроциты и к периферии - ядро. Наличие в клетке эритроцитов дает возможность отличить Entamoeba histolutica от непатогенных форм (Е. hartmani, Е. coli.).

Просветная форма амебы меньших размеров (до 20 мкм), малоподвижна и не содержит эритроцитов. Цисты еще меньших размеров (10-12 мкм), округлой формы, неподвижны; на ранних стадиях развития содержат 2 ядра, а зрелые - 4. В препаратах, окрашенных раствором Люголя, ядра амеб и их цист - светло-коричневого цвета (рис. 6).

Балантидии (Balantidium coli) - инфузории крупного размера, достигающие иногда в длину 200 мкм и 50-70 мкм в поперечнике, подвижные, благодаря наличию ресничек, имеют ротовое (перистом) и анальное (цитопиг) отверстия. В эндоплазме видны большое (макронуклеос) и малое (микронуклеос) ядра, вакуоли, захваченные эритроциты. Цисты балантидий неподвижны, округлой формы, диаметром 50-60 мкм, имеют двуконтурную оболочку, внутри содержат макронуклеос и вакуоли (рис. 7).

Бактериологическое исследование испражнений при бактериальной дизентерии лучше производить вскоре после дефекации, при этом нужно брать материал (слизь и гной) из последних порций кала. Исследуемый материал засевают петлей на чашки Петри с элективными средами (Плоскирева, Плоскирева + левомицетин, Левина) и помещают их в термостат на 18-24 ч при температуре +37° С. На другой день подозрительные (бесцветные) колонии пересевают на среду Ресселя и помещают пробирки в термостат на сутки при температуре +370 С. На третий день, получив чистую культуру, готовят мазки для микроскопии и изучения подвижности (шигеллы неподвижны). Ставят реакцию агглютинации на стекле с типоспецифическими сыворотками, вначале ориентировочную с сыворотками против преобладающих в данной местности типов, а затем развернутую и засевают на «пестрый» ряд для определения биохимических свойств выделенной культуры.

Возбудители дизентерии не ферментируют лактозу и сахарозу (кроме Зонне), разлагают глюкозу (до кислоты), не образуют сероводорода.

Окончательный ответ при бактериологическом исследовании дают на 5-й день. Иногда выделяют атипичные штаммы возбудителя, культуры, потерявшие агглютинабельность и с другими особенностями. В таких случаях исследования продолжают более длительные сроки.

Существуют и ускоренные бактериологические методы - пересев подозрительных колоний с чашек Петри через 18-20 ч от начала исследования в 2 пробирки со средой Ресселя (скошенный агар с 1% лактозой и 0,1% глюкозой - в одной и 1 % сахарозой и 0,1 % маннитом - в другой). Через 4 ч уже может появляться рост колоний, из которых готовят мазки, окрашивают по Граму, изучают подвижность и ставят ориентировочную реакцию агглютинации с сыворотками против наиболее часто встречающихся в данной местности возбудителей. Таким образом, уже на вторые сутки можно дать предварительный ответ. Окончательный ответ дают на третьи сутки после учета результатов посева на «пестрый» ряд и развернутой реакции агглютинации.

Высеваемость возбудителей дизентерии не всегда одинакова, она зависит от многих факторов - методики взятия материала для исследования, качества сред и других причин, одной из которых является количество возбудителей в единице объема фекалий. Доказано, что возбудители дизентерии высеваются в тех случаях, когда в одном грамме фекалий находится не менее сотен миллионов микробных тел. В редких случаях удается выделить возбудителя дизентерии из крови.

При наличии люминесцентного микроскопа, специфических сывороток с флюорохромами студентам демонстрируют метод прямой флюоресценции антител.

Можно также произвести реакцию агглютинации с сывороткой крови больного и диагностикумами, однако титры антител у больных дизентерией невысокие и, кроме того, часто встречаются явления параагглютинации, что затрудняет получение достоверных результатов. Более чувствительной является реакция непрямой гемагглютинации (РНГА) со стандартными эритроцитарными диагностикумами. Вспомогательным методом исследования является внутрикожная аллергическая проба с дизентерином по Д. А. Цуверкалову, которую учитывают через 24 ч по размерам образовавшейся папулы.

Методические указания для студентов к практическому занятию № 28.

Тема занятия:

Цель: Изучение методов микробиологической диагностики, этиотропной терапии и профилактики шигеллезов.

Модуль 2 . Специальная, клиническая и экологическая микробиология.

Тема 5: Методы микробиологической диагностики дизентерии.

Актуальность темы: Шигеллезы распространены повсеместно и представляют серьезную проблему в странах с низким санитарным культурным уровнем и большой частотой случаев недостаточного и некачественного питания. В развивающихся странах распространению инфекции благоприятствуют низкий санитарный уровень, несоблюдение правил личной гигиены, перенаселенность и большая доля детей среди населения. В Украине вспышки шигеллеза чаще встречаются в закрытых коллективах на фоне низкого уровня санитарии и гигиены, например, в детских яслях и садах, на туристических судах, в психиатрических клиниках или приютах для инвалидов. Шигеллы были причиной диареи путешественников и туристов.

Причиной групповых заболеваний можно рассматривать употребление пищевых продуктов, загрязненных по халатности торговых работников, являющихся носителями шигелл. Встречаются вспышки, связанные с употреблением питьевой воды, к заражению приводило также плавание в загрязненных водоемах. Вместе с тем пищевой и водный пути передачи играют, по-видимому, меньшую роль в распространении шигеллезов по сравнению с холерой и брюшным тифом, при которых для заражения человека обычно требуются большие дозы возбудителей. В развивающихся странах, где распространение болезни происходит преимущественно от человека человеку, носители могут быть важным резервуаром возбудителя инфекции. У больных, не принимавших антибактериальных препаратов, выделение шигелл с фекалиями обычно продолжается в течение 1—4 нед, однако в небольшой части случаев продолжается значительно дольше.

Шигеллез - острая бактериальная инфекция кишечника, вызываемая одним из четырех видов шигелл. Спектр клинических форм инфекции включает и легкую, водянистую диарею, и тяжелую дизентерию, для которой характерны схваткообразные боли в области живота, тенезмы, лихорадка и признаки общей интоксикации.

Этиология.

Род Shigella (получил название по имени К. Шига, который в 1898г. детально изучил и описал выделенный возбудитель бактериальной дизентерии А.В. Григорьевым) семейства Enterobacteriaceae состоит из группы тесно связанных видов бактерий, имеющих следующие свойства:

І. Морфологические : шигеллы - небольшие палочки с закругленными концами. Отличаются от остальных представителей семейства Enterobacteriaceae отсутствием жгутиков (неподвижны), не имеют спор и капсул, грамотрицательны.

ІІ. Культуральные : шигеллы – это аэробы или факультативные анаэробы; оптимальные условия культивирования — температура 37°С, рН 7,2–7,4. Растут на простых питательных средах (МПА, МПБ) в виде небольших, блестящих, полупрозрачных, сероватых, круглых колоний, размером 1,5–2 мм в S –форме. Исключением являются шигеллы Зонне, которые часто диссоциируют, образуя крупные, плоские, мутные, с изрезанными краями колонии R –формы (колонии имеют вид “виноградного листа”). В жидких питательных средах шигеллы дают равномерное помутнение, R –формы образуют осадок. Жидкой средой обогащения является селенитовый бульон.

ІІІ. Ферментативные : основными биохимическими признаками, необходимыми для идентификации шигелл при выделении чистой культуры являются следующие:

1. отсутствие газообразования при ферментации глюкозы;
2. отсутствие продукции сероводорода;
3. отсутствие ферментации лактозы в течение 48 часов.

В целом четыре вида разделяются далее примерно на 40 серотипов. По характеристикам основных соматических (О) антигенов и биохимическим свойствам выделяют следующие четыре вида или группы: S. dysenteriae (группа A, включает: Григорьева-Шиги, Штутцера-Шмитца, Лардж-Сакса), S. flexneri (группа В), S. boydii (группа С) и S. sonnei (группа D).

По отношению к манниту все шигеллы делятся на расщепляющие (шигеллы Флекснера, Бойда, Зонне) и нерасщепляющие (шигеллы Григорьева-Шиги, Штутцера-Шмитца, Лардж-Сакса) маннит.

ІV. Факторы патогенности:

1. Плазмида инвазии – обеспечивает способность шигелл вызывать инвазию с последующим межклеточным распространением и размножением в эпителии слизистой толстого кишечника;
2. Токсинообразование : Шигеллы имеют липополисахаридный эндотоксин, который по химическим и биохимическим свойствам подобен эндотоксинам других представителей семейства Enterobacteriaceae. Кроме того, S. dysenteriae тип I (палочка Шига) вырабатывает экзотоксин. С момента открытия последнего было установлено, что он обладает активностью энтеротоксина и может вызывать кишечную секрецию, равно как и оказывать цитотоксическое действие, направленное против клеток кишечного эпителия; оказывает нейротоксическое действие, которое отмечается у детей, больных шигеллезом. Шига-токсин, попадая в кровь, наряду с поражением эндотелия подслизистой поражает также гломерулы почки, вследствие чего помимо кровавого поноса развивается гемолитический уремический синдром с развитием почечной недостаточности.

V . Антигенная структура: все шигеллы обладают соматическим О-антигеном, в зависимости от строения которого происходит их подразделение на серовары.

VІ. Резистентность: Температура 100 0 С убивает шигеллы мгновенно. К низким температурам шигеллы устойчивы – в речной воде они сохраняются до 3-х месяцев, на овощах и фруктах – до 15 месяцев. При благоприятных условиях шигеллы способны к размножению в пищевых продуктах (салатах, винегретах, вареном мясе, фарше, вареной рыбе, молоке и молочных продуктах, компотах и киселях), особенно шигеллы Зонне.

Эпидемиология.

1. Источник инфекции: Человек, болеющий острой и хронической формой шигеллёза; бактерионоситель.

2. Пути передачи :

• Пищевой (преимущественно для S. sonnei)
• Водный (преимущественно для S. flexneri)
• Контактно-бытовой (преимущественно для S. dysenteriae)

3. Входными воротами инфекции служит желудочно-кишечный тракт.

Патогенез и патологические изменения.

После заглатывания шигеллы колонизируют верхние отделы тонкой кишки и размножаются там, возможно, вызывая повышенную секрецию на ранней стадии инфекции. Затем шигеллы пенетрируют через М-клетки в подслизистую, где поглощаются макрофагами. Это приводит к гибели части шигелл, следствием чего является выделение медиаторов воспаления, которые и инициируют воспаление в подслизистой. Апоптоз фагоцитов позволяет другой части шигелл сохраниться и проникнуть в эпителиальные клетки слизистой через базальную мембрану. Внутри энтероцитов происходит размножение шигелл и их межклеточное распространение, следствием чего является развитие эрозий. При гибели шигелл происходит выделение шига и шигаподобных токсинов, действие которых приводит к интоксикации. Поражение слизистой оболочки сопровождается отечностью, некрозами и геморрагией, что обуславливает появление крови в испражнениях. Кроме того, токсин влияет на ЦНС, что приводит к трофическим расстройствам.

Клинические проявления .

Спектр клинических проявлений шигеллезов весьма широк — от легкой диареи до тяжелой дизентерии со схваткообразными болями в области живота, тенезмами, лихорадкой и общей интоксикацией.

Инкубационный период колеблется от нескольких часов до 7 суток, чаще всего составляет 2-3 дня. Вначале у больных отмечаются водянистый стул, лихорадка (до 41°С), разлитые боли в области живота, тошнота и рвота. Наряду с этим больные жалуются на миалгии, ознобы, боли в пояснице и головную боль. В ближайшие дни от начала заболевания появляются признаки дизентерии — тенезмы, частый, скудный, кровянисто-слизистый стул. Температура тела постепенно снижается, боли могут локализоваться в нижних квадрантах живота. Интенсивность диареи достигает максимума примерно к концу 1-й недели болезни. Дизентерия с кровянистым стулом встречается чаще и появляется раньше при заболевании, вызванном S. dysenteriae тип I, чем при других формах шигеллезов.

Для шигеллеза Зонне характерно более легкое течение болезни (гастроэнтеритический или гастроэнтероколитический вариант). Лихорадочный период менее продолжительный, явления интоксикации кратковременны, а деструктивные изменения слизистой кишечника не характерны.

Шигеллезу Флекснера в основном свойственны два варианта клинического течения - гастроэнтероколитический и колитический.

Внекишечные осложнения при шигеллезах встречаются редко:

1. Осложнением шигеллезов могут быть развитие кишечного дисбактериоза.
2. Наряду с головными болями могут отмечаться признаки менингита и судорожные припадки.
3. При инфекции, вызванной S. dysenteriae тип I, описаны случаи периферической нейропатии, а во время вспышки гастроэнтерита, вызванного S. boydii, встречались случаи синдрома Гийена-Барре (полиневрит).
4. За исключением детей, страдающих дистрофией, гематогенная диссеминация возбудителя встречается относительно редко, описаны также случаи шигеллезных абсцессов и менингитов.
5. При шигеллезе возможно развитие синдрома Рейтера с артритом, стерильным конъюнктивитом и уретритом, обычно это встречается через 1- 4 нед от начала диареи у больных.
6. У детей шигеллезы сопровождаются гемолитико-уремическим синдромом, часто в сочетании с лейкозоподобными реакциями, тяжелым колитом и циркуляцией эндотоксина, однако при этом обычно бактериемию не выявляют.
7. Весьма редко встречается гнойный кератоконъюнктивит, вызванный шигеллами, попавшими в глаза в результате самозаражения загрязненными пальцами.
8. Гиповолемический шок и ДВС-синдром.
9. Перитонит, гангрена кишки, кишечное кровотечение.

Иммунитет: У человека имеется естественная резистентность к шигеллезной инфекции. После перенесенного заболевания иммунитет не стойкий, а после шигеллеза Зонне – практически отсутствует. При заболевании, вызванном шигеллами Григорьева – Шиги вырабатывается более стойкий антитоксический иммунитет. В защите от инфекции основная роль принадлежит секреторным IgA , предотвращающим адгезию, и цитотоксической антителозависимой активности интраэпителиальных лимфоцитов, которые вместе с секреторными IgA уничтожают шигеллы.

Диагностика и лабораторные исследования.

Цель исследования : выявление и идентификация шигелл для постановки диагноза; выявление бактерионосителей; обнаружение шигелл в пищевых продуктах.

Материал для исследования : испражнения, секционный материал, пищевые продукты.

Методы диагностики: микробиологический (бактериологический, микроскопический (люминисцентная); серологический; биологический; аллергопроба.

Ход исследования:

1 день исследования: Посевы следует делать из свежевыделенных фекалий или с использованием ректальных тампонов (ректальной трубкой); при отсутствии подходящих условий материал необходимо поместить в среду для транспортировки. Для этого следует использовать кишечный агар (среда Мак-Конки или Шигелла-Сальмонелла), умеренно селективный агар ксилоза-лизин-дезоксихолат, КЛД) и питательный бульон (селенитовый бульон). Если время между забором и посевом превышает 2ч, то следует воспользоваться консервирующими растворами: 20% желчный бульон, комбинированная среда Кауффманна.

• Испражнения в глицериновой смеси эмульгируют, каплю эмульсии наносят на среду и шпателем втирают её. Дифференциальными средами для шигелл являются среды Плоскирева, Эндо и ЭМС (агар с эозинметиленовым синим). Среда Плоскирева (в состав среды входят: МПА, лактоза, соли желчных кислот и индикатор – бриллиантовый зеленый) одновременно является и элективной средой для шигелл, т.к. подавляет рост кишечной палочки.
• Параллельно с прямым посевом собранный материал засевают на среду обогащения – селенитовый бульон.
• Все посевы ставят в термостат.

2 день исследования:

• Чашки вынимают из термостата, подозрительные колонии отсевают на среду Ресселя (питательная среда в состав которой входят: агар-агар, индикатор Андреде, 1% лактозы, 0,1% глюкозы) и маннит. Посев производят штрихами по скошенной поверхности и уколом в агаровый столбик. Засеянную среду Ресселя помещают в термостат на 18-24ч (параллельно делают пересев из селенитовой среды на дифференциально-диагностические среды).
• Делают мазки (окраска по Граму), микроскопируют.
• Готовят препараты «висячая» или «раздавленная» капля.
• Постановка ориентировочной РА с поливалентными диагностическими шигеллезными сыворотками.
• Посев подозрительных колоний на скошенный агар.

3 день исследования:

• Микроскопия материала со скошенного агара.
• Культуры, не ферментировавшие лактозу на среде Ресселя, подвергают дальнейшему изучению: делают мазки (окраска по Граму), проверка чистоты культуры. При наличии грамотрицательных палочек производят посев на среды Гисса, бульон с индикаторными бумажками (для выявления индола и сероводорода) и на лакмусовое молоко.
• Засеянные среды ставят в термостат на 18-24ч.

4 день исследования:

• Учет короткого «пестрого ряда».
• Культуры, подозрительные по своим ферментативным и культуральным свойствам в отношении шигелл, подвергают серологической идентификации. Постановка РА на стекле (типовые и групповые диагностические сыворотки). Постановка развернутой РА.

В качестве ускоренных методов при шигеллезах применяют люминисцентную микроскопию и биологическую пробу (введение вирулентных штаммов шигелл в конъюктивальный мешок (под нижнее веко) морским свинкам – к концу 1-х суток развивается конъюктивит).

Аллергическая проба Цуверкалова – внутрикожная аллергическая проба с дизентерином (введение 0,1 мл дизентерина в область предплечья – положительная реакция в случае образования инфильтрата и гиперемии). Аллергологическую диагностику в настоящее время практически не применяют. Проба Цурвекалова не отличается специфичностью, положительные реакции регистрируют не только при шигеллезе, но и при сальмонеллезе, эшерихиозе, иерсиниозах и др. ОКИ, а иногда и у здоровых лиц.

Лечение и профилактика. Для лечения и для профилактики по эпидемиологическим показаниям используется бактериофаг орального применения, антибиотики после определения антибиотикограммы; в случае возникновения дисбактериоза – препараты пробиотиков для коррекции микрофлоры. Для восполнение потерь жидкостей и электролитов - введения внутрь глюкозо-электролитного раствора.

Конкретные цели:

Интерпретировать биологические свойства возбудителей шигеллезов.

Ознакомиться с классификацией шигелл.

Научиться трактовать патогенетические закономерности инфекционного процесса, вызванного шигеллами.

Определить методы микробиологической диагностики, этиотропной терапии и профилактики шигеллезов.

Уметь:

• Осуществить посев на питательные среды исследуемого материала.
  • Приготовить мазки и окрасить по Граму.
  • Провести микроскопию препаратов с помощью иммерсионного микроскопа.
  • Анализировать морфологические, культуральные, ферментативные признаки шигелл.

Теоретические вопросы:

1. Характеристика возбудителей шигеллезов. Биологические свойства.

2. Классификация шигелл. Принципы, положенные в основу.

3. Эпидемиология, патогенез и клинические особенности шигеллезов.

4. Лабораторная диагностика.

5. Принципы лечения и профилактики шигеллезов.

Практические задания, которые выполняются на занятии:

1. Микроскопия демонстрационных препаратов из чистых культур возбудителей шигеллезов.

2. Работа по бактериологической диагностике шигеллезов: изучение посевов фекалий на среде Плоскирева.

3. Пересев подозрительных колоний на среду Ресселя и на МПБ для определения индолообразования и Н 2 S .

4. Зарисовка демонстрационных препаратов и схемы микробиологической диагностики шигеллезов в протокол занятия.

5.Оформление протокола.

Литература:

1. Коротяев А.И., Бабичев С.А., Медицинская микробиология, иммунология и вирусология /Учебник для медицинских ВУЗов, Санкт-Петербург «Специальная литература», 1998. - 592с.

2. Тимаков В.Д., ЛевашевВ.С., Борисов Л.Б. Микробиология / Учебник.-2-е изд., перераб. И доп.-М.:Медицина, 1983,-512с.

3. Пяткин К.Д. Кривошеин Ю.С. Микробиология с вирусологией и иммунологией. - Киев: В и ща школа, 1992. - 431с.

4. Медицинская микробиология / Под редакцией В.И. Покровского. -М.:ГЕОТАР-МЕД, 2001.-768с.

5. Руководство к практическим занятиям по микробиологии, иммунологии и вирусологии. Под ред. М.П. Зыкова. М. «Медицина». – 1977. – 288 с.

6. Черкес Ф.К., Богоявленская Л.Б., Бельскан Н.А. Микробиология. /Под ред. Ф.К. Черкес. – М.: Медицина, 1986. – 512 с.

7. Конспект лекции.

Дополнительная литература:

1. Макияров К.А. Микробиология, вирусология и иммунология. Алма-Ата, «Казахстан», 1974. – 372 с.

2. Тiтов М.В. Iнфекцiйнi хвороби. - К., 1995. – 321с.

3. Шувалова Е.П. Инфекционные болезни. - М.: Медицина, 1990. - 559 с.

4. БМЭ, Т. 1, 2, 7.

5. Павлович С.А. Медицинская микробиология в графах: Учеб. пособие для мед. ин-тов. – Мн.: Выш. шк., 1986. – 255 с.

Краткие методические указания к работе на практическом занятии.

В начале занятия проводится проверка уровня подготовки студентов к занятию.

Самостоятельная работа состоит из изучения классификации шигелл, разбора схемы патогенетических и клинических признаков шигеллезов. Изучение методов лабораторной диагностики шигеллезов. Студенты осуществляют посев биоматериала на питательные среды. Потом готовят микропрепараты, окрашивают их по Граму, проводят микроскопию, зарисовывают микропрепараты и дают необходимые пояснения. В состав самостоятельной работы входит также микроскопия демонстрационных препаратов и их зарисовка в протокол занятия.

В конце занятия проводится тестовый контроль и анализ итоговых результатов самостоятельной работы каждого студента.

Технологическая карта проведения практического занятия.

п/п	Этапы	Время в мин	Способы обучения	Оборудование	Место прове дения
	Проверка и коррекция исходного уровня подготовки к занятию		Тестовые задания исходного уровня	Таблицы, атлас	Учебная комната
	Самостоятельная работа		Граф логической структуры	Иммерсионный микроскоп, красители, предметные стекла, бактериологические петли, питательные среды, среда Плоскирева, среда Ресселя, «пестрый ряд Гисса»
	Самостоятельная проверка и коррекция освоения материала		Целевые обучающие задания
	Тестовый контроль		Тесты
	Анализ результатов работы

Целевые обучающие задания:

1. От больного ОКИ ребенка получили фекалии (сбор испражнений проводили ректальной трубкой), содержащие слизь, гной. Какой метод экспресс-диагностики необходимо применить?

A . ИФА.

B . РИФ.

C . РА.

D . РСК.

E . РИА.

1. От больного ребенка с острой кишечной инфекцией выделен возбудитель дизентерии. Какие морфологические признаки характерны для возбудителя?

A . Грамотрицательная неподвижная палочка.

B . Грамположительная подвижная палочка.

C . Образует капсулу на питательной среде.

D . Образует споры во внешней среде.

E . Грамположительные стрептобациллы.

3. У пациента, заболевшего три дня назад и жалующегося на температуру 38°С, боли в животе, частый жидкий стул, присутствие крови в кале врач клинически диагностировал бактериальную дизентерию. Какой метод микробиологической диагностики целесообразно применить в этом случае и какой материал надо взять от больного для подтверждения диагноза?

А. Бактериоскопический – кал.

В. Бактериологический – кал.

С. Бактериоскопический – кровь.

D. Бактериологический – мочу.

Е. Серологический – кровь.

4.С фекалий больного выделены шигеллы Зонне. Какие необходимо провести дополнительные исследования для установления источника инфекции?

A . Провести фаготипирование выделенной чистой культуры.

B . Определить антибиотикограмму.

C . Поставить реакцию преципитации.

D . Поставить реакцию связывания комплемента.

E . Поставить реакцию нейтрализации.

5.Среди группы туристов (27 человек), которые использовали для питья воду из озера, через два дня у 7 человек появились симптомы острой диареи. Какой материал для установления этиологии данного заболевания необходимо направить в баклабораторию?

А. Воду, испражнения больных.

В. Воду, кровь больных.

С. Пищевые продукты.

D . Мочу.

Е. Мокроту.

6. Существенный недостаток микроскопического метода диагностики при острых кишечных инфекций – его недостаточная информативность в связи с морфологической идентичностью бактерий семейства Enterobacteriaceae . Что позволяет повысить информативность этого метода?

A . Радиоиммунный анализ.

B . Реакция Кумбса.

C . Иммуноферментный анализ.

D . Реакция опсонизации.

E . Реакция иммунофлюоресценции.

7. Больной 29 лет госпитализирован с приступами рвоты, диареей, тенезмами. Кал с кусочками слизи и примесью крови. При бактериологическом исследовании бактерий с колоний на среде Плоскирева выявлены неподвижные, грамотрицательные палочки, не ферментирующие лактозу. Назовите возбудителя инфекционного процесса.

A . Shigella flexneri .

B . Vibrio eltor .

C. E.Coli.

D. Proteus mirabilis.

E . Salmonella enteritidis .

8. В микробиологическую лабораторию доставлен салат, который предположительно является причиной острой кишечной инфекции. На какие питательные среды производится первичный посев?

A . Желточно-солевой агар, МПБ.

B . МПА, МПБ.

C . Селенитовый бульон, Эндо, Плоскирева.

D . Печеночный бульон, среда Ру.

E . Кровяной агар, щелочной агар.

9. При микробиологическом исследовании мясного фарша выделены бактерии, относящиеся к роду шигелл. Изучение каких свойств микробов позволило прийти к такому заключению?

A . Культуральных, тинкториальных.

B . Антигенных, культуральных.

C . Сахаролитических, протеолитических.

D . Антигенных, иммуногенных.

E . Морфологических, антигенных.

10. При микроскопическом исследовании рвотных масс, взятых от больного с симптомами острой кишечной инфекции, были обнаружены неподвижные палочки. В каком мазке или препарате могла быть изучена подвижность бактерий?

A . В мазке, окрашенном по Граму.

B . В мазке, окрашенном по Цилю - Нельсену.

C . В препарате «толстая капля».

D . В мазке, окрашенном по Нейссеру.

E . В препарате «раздавленная капля».

Алгоритм лабораторной работы :

1. Изучение биологических свойст шигелл.

2. Ознакомление с классификацией шигелл.

3. Разбор схемы патогенетических и клинических проявлений шигеллезов.

4. Изучение методов лабораторной диагностики шигеллезов.

5. Изучение основных принципов терапии и профилактики шигеллезов.

1. Приготовление фиксированных препаратов из бактериальной культуры.
2. Окрашивание микропрепаратов по Граму.
3. Микроскопия микропрепаратов с помощью иммерсионного микроскопа , их анализ и зарисовка в протокол занятия.
4. Ми кроскопия и анализ демонстрационных препаратов из чистых культур шигелл.
5. Зарисовка демонстрационных препаратов и схемы лабораторной диагностики шигеллезов в протокол.
6. Оформление протокола.

Дизентерия - это болезненная инфекция, сопровождающаяся диареей с выделением крови, гноя и слизи, болью в животе и симптомами общей интоксикации, протекающая с преимущественным поражением толстой кишки, вызывается разными видами рода Shigella (бактерии дизентерии).

Возбудители дизентерии относят-ся к отделу Gracilicutes , семейству Enterobacteriaceae , роду Shigella .
Дизентерия , вызываемая Shigella dysenteriae , протекает тяжелее чем заболевания, вызванные другими шигеллами, так как помимо эндотоксина, вызывающего воспаление кишечника, этот вид бактерий продуцирует сильный экзотоксин, действующий как нейротоксин

Бактериальная дизентерия , или шигеллез, — инфекционное за-болевание, вызываемое бактериями рода Shigella ,

Дизентерия. Морфология и тинкториальные свойства .
Шигеллы — граммотрицательные палочки с закругленными концами, длиной 2—3 мкм, толщиной 0,5—7 мкм, не образуют спор, не имеют жгутиков, неподвижны. У многих штаммов обнаружива-ют ворсинки общего типа и половые пили. Некоторые шигеллы обладают микрокапсулой.

Дизентерия. Культивирование.
Дизентерийные палочки — факультативные анаэробы. Они нетребовательны к питательным средам, хорошо растут при температуре 37 °С и рН среды 7,2—7,4. На плотных средах образуют мелкие прозрачные колонии, в жидких средах — диффузное помутнение. В качестве среды обогащения для культи-вирования шигелл чаще всего используют селенитовый бульон.

Дизентерия. Ферментативная активность.
Шигеллы обладают меньшей фер-ментативной активностью, чем другие энтеробактерий. Углево-ды они сбраживают с образованием кислоты. Важным признаком, позволяющим дифференцировать шигеллы, является их отношение к манниту: S. dysenteriae не ферментируют манит, представители групп В, С, D маннитпозитивны. Наиболее био-химически активны S. sonnei, которые медленно (в течение 2 сут) могут сбраживать лактозу. На основании отношения S. sonnei к рамнозе, ксилозе и мальтозе различают 7 биохимических вари-антов ее.

Дизентерия. Антигенная структура.
Шигеллы имеют О-антиген, его неодно-родность позволяет выделять внутри групп серовары и подсеро-вары; у некоторых представителей рода обнаруживают К-антиген.

Дизентерия. Факторы патогенности.
Все дизентерийные палочки образуют эндотоксин, оказывающий энтеротропное, нейротропное, пирогенное действие. Кроме того, S. dysenteriae — ши-геллы Григорьева—Шиги — выделяют экзотоксин, оказывающий энтеротоксическое, нейротоксическое, цитотоксическое и нефротоксическое действие на организм, что соответственно наруша-ет водно-солевой обмен и деятельность ЦНС, приводит к гибе-ли эпителиальных клеток толстой кишки, поражению почечных канальцев.

С образованием экзотоксина связано более тяжелое течение дизентерии, вызванной данным возбудителем. Экзоток-син могут выделять и другие виды шигелл. Обнаружен фактор проницаемости RF, в результате действия которого поражаются кровеносные сосуды. К факторам патогенности относятся также инвазивный белок , способствующий их проникновению внутрь эпителиальных клеток, а также пили и белки наружной мемб-раны, ответственные за адгезию, и микрокапсула.

Дизентерия. Резистентность.
Шигеллы обладают невысокой устойчивостью к действию различных факторов. Большей резистентностью об-ладают S. sonnei, которые в водопроводной воде сохраняются до 2,5 мес, в воде открытых водоемов выживают до 1,5 мес. S. sonnei могут не только достаточно долго сохраняться, но и размножать-ся в продуктах, особенно молочных.

Дизентерия. Эпидемиология.
Дизентерия — антропонозная инфекция: ис-точником являются больные люди и носители. Механизм пере-дачи инфекций — фекально-оральный. Пути передачи могут быть различные — при дизентерии Зонне преобладает пищевой путь, при дизентерии Флекснера — водный, для дизентерии Григо-рьева—Шиги характерен контактно-бытовой путь.

Дизентерия встречается во многих странах мира. В последние годы наблюдается резкий подъем заболеваемости этой инфекцией. Болеют люди всех возрастов, но наиболее подвержены дизенте-рии дети от 1 года до 3 лет. Количество больных увеличивается в июле — сентябре. Различные виды шигелл по отдельным регионам распространены неравномерно.

Дизентерия. Патогенез.
Шигеллы через рот попадают в желудочно-кишечный тракт и достигают толстой кишки. Обладая тропизмом к ее эпителию, с помощью пилей и белков наружной мембраны воз-будители прикрепляются к клеткам. Благодаря инвазивному фак-тору они проникают внутрь клеток, размножаются там, в ре-зультате чего клетки погибают.

В стенке кишечника образуются изъязвления, на месте которых затем формируются рубцы. Эн-дотоксин, освобождающийся при разрушении бактерий, вызы-вает общую интоксикацию, усиление перистальтики кишечни-ка, понос. Кровь из образовавшихся язвочек попадает в испраж-нения. В результате действия экзотоксина наблюдается более вы-раженное нарушение водно-солевого обмена, деятельности ЦНС, поражение почек.

Дизентерия. Клиническая картина.
Инкубационный период длится от 1 до 5 дней. Заболевание начинается остро с повышения температу-ры тела до 38-39 °С, появляются боль в животе, понос. В стуле обнаруживают примесь крови, слизь. Наиболее тяжело протека-ет дизентерия Григорьева—Шиги.

Дизентерия. Иммунитет.
После перенесенного заболевания иммунитет видоспецифичен и вариантоспецифичен. Он непродолжителен и непрочен. Нередко заболевание переходит в хроническую форму. Отмечены повторные заболевания даже в течение одного сезона.

Дизентерия. Лабораторная диагностика.
В качестве исследуемого ма-териала берут испражнения больного. Основой диагностики яв-ляется бактериологический метод, позволяющий идентифициро-вать возбудителя, определить его чувствительность к антибиоти-кам, провести внутривидовую идентификацию (определить био-химический вариант, серовар или колициногеновар). При затяж-ном течении дизентерии можно использовать как вспомогатель-ный серологический метод, заключающийся в постановке РА, РНГА (по нарастанию титра антител при повторной постанов-ке реакции можно подтвердить диагноз).

Дизентерия. Лечение.
Больных тяжелыми формами дизентерии Григорье-ва—Шиш и Флекснера лечат антибиотиками широкого спектра действия с обязательным учетом антибиотикограммы, так как среди шигелл нередко встречаются не только антибиотикоустой-чивые, но и антибиотикозависимые формы. При легких формах дизентерии антибиотики не используют, поскольку их приме-нение приводит к дисбактериозу, что утяжеляет патологический процесс, и нарушению восстановительных процессов в слизис-той оболочке толстой кишки.

Дизентерия. Профилактика.
Единственный препарат, который может быть использован в очагах инфекции с профилактической целью, — дизентерийный бактериофаг. Основную роль играет неспецифи-ческая профилактика.

Неспецифическая профилактика предусматривает надлежащее санитарно-гигиеническое обустройство жизни людей, снабжение их качественной водой и пищей.

В окружении больного должны соблюдаться меры, предотвращающие распространение возбудителя.

Микробиология дизентерии

Дизентерия – инфекционное заболевание, характеризующееся общей интоксикацией организма, поносом и своеобразным поражением слизистой оболочки толстого кишечника. Она является одним из наиболее частых острых кишечных заболеваний в мире. Заболевание известно с давних времен под названием «кровавого поноса», однако природа его оказалась различной. В 1875 г. русский ученый Ф. А. Леш выделил от больного кровавым поносом амебу Entamoeba histolytica , в последующие 15 лет была установлена самостоятельность этой болезни, за которой сохранилось название амебиаза.

Возбудителями собственно дизентерии является большая группа биологически сходных бактерий, объединенных в род Shigella . Впервые возбудитель был обнаружен в 1888 г. А. Шантемесом и Ф. Видалем; в 1891 г. он был описан А. В. Григорьевым, а в 1898 г. К. Шига с помощью полученной им от больного сыворотки идентифицировал возбудителя у 34 больных дизентерией, окончательно доказав этиологическую роль этой бактерии. Однако в последующие годы были обнаружены и другие возбудители дизентерии: в 1900 г. – С. Флекснером, в 1915 г. – К. Зонне, в 1917 г. – К. Штуцером и К. Шмитцем, в 1932 г. – Дж. Бойдом, в 1934 г. – Д. Ларджем, в 1943 г. – А. Саксом. В настоящее время род Shigella включает более 40 серотипов. Все они представляют собой короткие неподвижные грамотрицательные палочки, не образующие спор и капсул, которые хорошо растут на обычных питательных средах, не растут на голодной среде с цитратом или малонатом в качестве единственного источника углерода; не образуют H 2 S, не имеют уреазы; реакция Фогеса – Проскауэра отрицательна; глюкозу и некоторые другие углеводы ферментируют с образованием кислоты без газа (кроме некоторых биотипов Shigella flexneri : S. manchestеr и S. newcastle ); как правило, не ферментируют лактозу (за исключением шигелл Зонне), адонит, салицин и инозит, не разжижают желатин, обычно образуют каталазу, не имеют лизиндекарбоксилазы и фенилаланиндезаминазы. Содержание Г + Ц в ДНК составляет 49 – 53 мол %. Шигеллы – факультативные анаэробы, температурный оптимум для роста 37 °C, при температуре выше 45 °C не растут, оптимальная рН среды 6,7 – 7,2. Колонии на плотных средах – круглые, выпуклые, полупрозрачные, в случае диссоциации образуются шероховатые колонии R-формы. Рост на МПБ в виде равномерного помутнения, шероховатые формы образуют осадок. Свежевыделенные культуры шигелл Зонне обычно образуют колонии двух типов: мелкие круглые выпуклые (I фаза), крупные плоские (II фаза). Характер колонии зависит от наличия (I фаза) или отсутствия (II фаза) плазмиды с м. м. 120 МД, которая определяет также вирулентность шигелл Зонне.

Международная классификация шигелл построена с учетом их биохимических признаков (маннит-неферментирующие, маннит-ферментирующие, медленно ферментирующие лактозу шигеллы) и особенностей антигенной структуры (табл. 37).

У шигелл обнаружены различные по специфичности О-антигены: общие для семейства Enterobacteriaceae , родовые, видовые, групповые и типоспецифические, а также К-антигены; Н-антигенов у них нет.

Таблица 37

Классификация бактерий рода Shigella

В классификации учитываются только групповые и типоспецифические О-антигены. В соответствии с этими признаками род Shigella подразделяется на 4 подгруппы, или 4 вида, и включает 44 серотипа. В подгруппу А (вид Shigella dysenteriae ) включены шигеллы, не ферментирующие маннита. Вид включает в себя 12 серотипов (1 – 12). Каждый серотип имеет свой особый типовой антиген; антигенные связи между серотипами, а также с другими видами шигелл выражены слабо. К подгруппе В (вид Shigella flexneri ) относятся шигеллы, обычно ферментирующие маннит. Шигеллы этого вида серологически родственны друг другу: они содержат типоспецифические антигены (I – VI), по которым подразделяются на серотипы (1 – 6), и групповые антигены, которые обнаруживаются в разных составах у каждого серотипа и по которым серотипы подразделяются на подсеротипы. Кроме того, этот вид включает два антигенных варианта – X и Y, у которых нет типовых антигенов, они различаются по наборам групповых антигенов. Серотип S. flexneri 6 не имеет подсеротипов, но его разделяют на 3 биохимических типа по особенностям ферментации глюкозы, маннита и дульцита (табл. 38).

Таблица 38

Биотипы S. flexneri 6

Примечание. К – ферментация с образованием только кислоты; КГ – ферментация с образованием кислоты и газа; (–) – ферментация отсутствует.

Липополисахаридный антиген О у всех шигелл Флекснера содержит групповой антиген 3, 4 как главную первичную структуру, его синтез контролируется хромосомным геном, локализованным около his-локуса. Типоспецифические антигены I, II, IV, V и групповые антигены 6, 7, 8 являются результатом модификации антигенов 3, 4 (гликозилирования или ацетилирования) и определяются генами соответствующих конвертирующих профагов, место интеграции которых располагается в районе lac – pro хромосомы шигелл.

Появившийся на территории страны в 80-х гг. ХХ в. и получивший широкое распространение новый подсеротип S. flexneri 4 (IV:7, 8) отличается от подсеротипа 4a (IV:3, 4) и 4b (IV:3, 4, 6), возник из варианта S. flexneri Y (IV:3, 4) вследствие лизогенизации его конвертирующими профагами IV и 7, 8.

К подгруппе С (вид Shigella boydii ) относятся шигеллы, обычно ферментирующие маннит. Члены группы серологически отличаются друг от друга. Антигенные связи внутри вида выражены слабо. Вид включает 18 серотипов (1 – 18), каждый из которых имеет свой главный типовой антиген.

В подгруппу D (вид Shigella sonnei ) включены шигеллы, обычно ферментирующие маннит и способные медленно (через 24 ч инкубации и позже) ферментировать лактозу и сахарозу. Вид S. sonnei включает один серотип, однако колонии I и II фаз обладают своими типоспецифическими антигенами. Для внутривидовой классификации шигелл Зонне предложено два метода:

1) деление их на 14 биохимических типов и подтипов по способности ферментировать мальтозу, рамнозу и ксилозу; 2) деление на фаготипы по чувствительности к набору соответствующих фагов.

Эти способы типирования имеют главным образом эпидемиологическое значение. Кроме того, шигеллы Зонне и шигеллы Флекснера с этой же целью подвергают типированию по способности синтезировать специфические колицины (колициногенотипирование) и по чувствительности к известным колицинам (колицинотипирование). Для определения типа продуцируемых шигеллами колицинов Дж. Абботом и Р. Шеноном предложены наборы типовых и индикаторных штаммов шигелл, а для определения чувствительности шигелл к известным типам колицинов используют набор эталонных колициногенных штаммов П. Фредерика.

Резистентность. Шигеллы обладают достаточно высокой устойчивостью к факторам внешней среды. Они выживают на хлопчатобумажной ткани и на бумаге до 30 – 36 дней, в высохших испражнениях – до 4 – 5 мес., в почве – до 3 – 4 мес., в воде – от 0,5 до 3 мес., на фруктах и овощах – до 2 нед., в молоке и молочных продуктах – до нескольких недель; при температуре 60 °C погибают через 15 – 20 мин. Чувствительны к растворам хлорамина, активному хлору и другим дезинфектантам.

Факторы патогенности. Важнейшее биологическое свойство шигелл, обусловливающее их патогенность, – способность внедряться в эпителиальные клетки, размножаться в них и вызывать их гибель. Этот эффект может быть обнаружен с помощью кератоконъюнктивальной пробы (введение под нижнее веко морской свинки одной петли культуры шигелл (2 – 3 млрд бактерий) вызывает развитие серозногнойного кератоконъюнктивита), а также путем заражения культур клеток (цитотоксическое действие) или куриных эмбрионов (их гибель), или интраназально белых мышей (развитие пневмонии). Основные факторы патогенности шигелл можно разбить на три группы:

1) факторы, определяющие взаимодействие с эпителием слизистой оболочки;

2) факторы, обеспечивающие устойчивость к гуморальным и клеточным механизмам защиты макроорганизма и способность шигелл размножаться в его клетках;

3) способность продуцировать токсины и токсические продукты, которые обусловливают развитие собственно патологического процесса.

Первая группа включает в себя факторы адгезии и колонизации: их роль выполняют пили, белки наружной мембраны и ЛПС. Адгезии и колонизации способствуют ферменты, разрушающие слизь, – нейраминидаза, гиалуронидаза, муциназа. Вторая группа включает факторы инвазии, которые способствуют проникновению шигелл в энтероциты и их размножению в них и в макрофагах с одновременным проявлением цитотоксического и (или) энтеротоксического эффекта. Эти свойства контролируются генами плазмиды с м. м. 140 МД (она кодирует синтез белков наружной мембраны, обусловливающих инвазию) и хромосомными генами шигелл: kcp A (обусловливает кератоконъюнктивит), cyt (отвечает за разрушение клеток), а также другими генами, еще не идентифицированными. Защита шигелл от фагоцитоза обеспечивается поверхностным К-антигеном, антигенами 3, 4 и липополисахаридом. Кроме того, липид А эндотоксина шигелл обладает иммуносупрессивным действием: подавляет активность клеток иммунной памяти.

К третьей группе факторов патогенности относятся эндотоксин и обнаруженные у шигелл два типа экзотоксинов – экзотоксины Шига и шигаподобные (SLT-I и SLT-II), цитотоксические свойства которых наиболее сильно выражены у S. dysenteriae 1 . Шига– и шигаподобные токсины обнаружены и у других серотипов S. dysenteriae , их образуют также S. flexneri, S. sonnei, S. boydii , EНEC и некоторые сальмонеллы. Синтез этих токсинов контролируется tox-генами конвертирующих фагов. Энтеротоксины типа LT обнаружены у шигелл Флекснера, Зонне и Бойда. Синтез LT у них контролируется плазмидными генами. Энтеротоксин стимулирует активность аденилатциклазы и отвечает за развитие диареи. Токсин Шига, или нейротоксин, не реагирует с аденилатциклазной системой, а оказывает прямое цитотоксическое действие. Токсины Шига и шигаподобные (SLT-I и SLT-II) имеют м. м. 70 кД и состоят из субъединиц А и В (последние из 5 одинаковых малых субъединиц). Рецептором для токсинов служит гликолипид мембраны клетки.

Вирулентность шигелл Зонне зависит также от плазмиды с м. м. 120 МД. Она контролирует синтез около 40 полипептидов наружной мембраны, семь из них связаны с вирулентностью. Шигеллы Зонне, имеющие эту плазмиду, образуют колонии I фазы и обладают вирулентностью. Культуры, утратившие плазмиду, образуют колонии II фазы и лишены вирулентности. Плазмиды с м. м. 120 – 140 МД обнаружены у шигелл Флекснера и Бойда. Липополисахарид шигелл является сильным эндотоксином.

Особенности эпидемиологии. Источником инфекции является только человек. Никакие животные в природе дизентерией не болеют. В экспериментальных условиях дизентерию удается воспроизвести только у обезьян. Способ заражения – фекально-оральный. Пути передачи – водный (преобладающий для шигелл Флекснера), пищевой, особенно важная роль принадлежит молоку и молочным продуктам (преобладающий путь заражения для шигелл Зонне), и контактно-бытовой, особенно для вида S. dysenteriae .

Особенностью эпидемиологии дизентерии является смена видового состава возбудителей, а также биотипов Зонне и серотипов Флекснера в определенных регионах. Например, до конца 30-х гг. XX в. на долю S. dysenteriae 1 приходилось до 30 – 40 % всех случаев заболеваний дизентерией, а затем этот серотип стал встречаться все реже и реже и почти исчез. Однако в 1960 – 1980-е гг. S. dysenteriae вновь появилась на исторической арене и вызвала серию эпидемий, которые привели к формированию трех гиперэндемических очагов ее – в Центральной Америке, Центральной Африке и Южной Азии (Индия, Пакистан, Бангладеш и другие страны). Причины смены видового состава возбудителей дизентерии, вероятно, связаны с изменением коллективного иммунитета и с изменением свойств дизентерийных бактерий. В частности, возвращение S. dysenteriae 1 и широкое распространение ее, послужившее причиной формирования гиперэндемических очагов дизентерии, связывают с приобретением ею плазмид, обусловивших множественную лекарственную устойчивость и повышенную вирулентность.

Особенности патогенеза и клиники. Инкубационный период при дизентерии 2 – 5 дней, иногда меньше суток. Формирование инфекционного очага в слизистой оболочке нисходящего отдела толстого кишечника (сигмовидная и прямая кишка), куда проникает возбудитель дизентерии, носит циклический характер: адгезия, колонизация, внедрение шигелл в цитоплазму энтероцитов, их внутриклеточное размножение, разрушение и отторжение эпителиальных клеток, выход возбудителей в просвет кишечника; вслед за этим начинается очередной цикл – адгезия, колонизация и т. д. Интенсивность циклов зависит от концентрации возбудителей в пристеночном слое слизистой оболочки. В результате повторяющихся циклов воспалительный очаг разрастается, образующиеся язвы, соединяясь, увеличивают обнаженность кишечной стенки, вследствие чего в испражнениях появляются кровь, слизисто-гнойные комочки, полиморфноядерные лейкоциты. Цитотоксины (SLT-I и SLT-II) обусловливают разрушение клеток, энтеротоксин – диарею, эндотоксины – общую интоксикацию. Клиника дизентерии во многом определяется тем, какой тип экзотоксинов в большей степени продуцируется возбудителем, степенью его аллергизирующего воздействия и иммунным статусом организма. Однако многие вопросы патогенеза дизентерии остаются еще не выясненными, в частности: особенности течения дизентерии у детей первых двух лет жизни, причины перехода острой дизентерии в хроническую, значение сенсибилизации, механизм местного иммунитета слизистой кишечника и др. Наиболее типичными клиническими проявлениями дизентерии служат понос, частые позывы: в тяжелых случаях до 50 и более раз в сутки, тенезмы (болезненные спазмы прямой кишки) и общая интоксикация. Характер стула определяется степенью поражения толстого кишечника. Наиболее тяжело протекает дизентерия, вызванная S. dysenteriae 1 , наиболее легко – дизентерия Зонне.

Постинфекционный иммунитет. Как показали наблюдения над обезьянами, после перенесенной дизентерии остается прочный и достаточно длительный иммунитет. Он обусловлен антимикробными антителами, антитоксинами, повышением активности макрофагов и Т-лимфоцитами. Значительную роль играет местный иммунитет слизистой оболочки кишечника, опосредуемый IgAs. Однако иммунитет носит типоспецифический характер, прочного перекрестного иммунитета не возникает.

Лабораторная диагностика. Основной метод – бактериологический. Материалом для исследования служат испражнения. Схема выделения возбудителя: посев на дифференциально-диагностические среды Эндо и Плоскирева (параллельно на среду обогащения с последующим посевом на среды Эндо, Плоскирева) для выделения изолированных колоний, получение чистой культуры, изучение ее биохимических свойств и, с учетом последних, идентификация при помощи поливалентных и моновалентных диагностических агглютинирующих сывороток. Выпускают следующие коммерческие сыворотки.

1. К шигеллам, не ферментирующим маннит:

к S. dysenteriae 1 и 2

к S. dysenteriae 3 – 7 (поливалентные и моновалентные),

к S. dysenteriae 8 – 12 (поливалентные и моновалентные).

2. К шигеллам, ферментирующим маннит:

к типовым антигенам S. flexneri I, II, III, IV, V, VI ,

к групповым антигенам S. flexneri 3, 4, 6, 7, 8 – поливалентная,

к антигенам S. boydii 1 – 18 (поливалентная и моновалентные), к антигенам S. sonnei I фазы, II фазы,

к антигенам S. flexneri I – VI + S. sonnei – поливалентная.

Для быстрой идентификации шигелл рекомендуется следующий метод: подозрительную колонию (лактозонегативная на среде Эндо) пересевают на среду TSI (англ. triple sugar iron ) – трехсахарный агар (глюкоза, лактоза, сахароза) с железом для определения продукции H 2 S; или на среду, содержащую глюкозу, лактозу, сахарозу, железо и мочевину. Любой организм, который расщепляет мочевину через 4 – 6 ч инкубирования, вероятнее всего, относится к роду Proteus и может быть исключен. Микроорганизм, образующий H 2 S или имеющий уреазу, или образующий кислоту на косячке (ферментирует лактозу или сахарозу), может быть исключен, хотя штаммы, образующие H 2 S, должны быть исследованы как возможные члены рода Salmonella . Во всех других случаях культура, выросшая на этих средах, должна быть исследована и, если ферментирует глюкозу (изменение цвета столбика), выделена в чистом виде. Одновременно она может быть исследована в реакции агглютинации на стекле с соответствующими антисыворотками к роду Shigella . При необходимости проводят другие биохимические тесты, проверяющие принадлежность к роду Shigella , а также изучают подвижность.

Для обнаружения антигенов в крови (в том числе в составе ЦИК), моче и испражнениях могут быть использованы следующие методы: РПГА, РСК, реакция коагглютинации (в моче и испражнениях), ИФМ, РАГА (в сыворотке крови). Эти методы высокоэффективны, специфичны и пригодны для ранней диагностики.

Для серологической диагностики могут быть использованы: РПГА с соответствующими эритроцитарными диагностикумами, иммунофлуоресцентный метод (в непрямой модификации), метод Кумбса (определение титра неполных антител). Диагностическое значение имеет также аллергическая проба с дизентерином (раствор белковых фракций шигелл Флекснера и Зонне). Реакцию учитывают через 24 ч. Она считается положительной при наличии гиперемии и инфильтрата диаметром 10 – 20 мм.

Лечение. Основное внимание уделяется восстановлению нормального водно-солевого обмена, рациональному питанию, дезинтоксикации, рациональной антибиотикотерапии (с учетом чувствительности возбудителя к антибиотикам). Хороший эффект дает раннее применение поливалентного дизентерийного бактериофага, особенно таблетированного с пектиновым покрытием, которое предохраняет фаг от действия HCl желудочного сока; в тонком кишечнике пектин растворяется, фаги освобождаются и проявляют свое действие. С профилактической целью фаг следует давать не реже одного раза в три дня (срок его выживания в кишечнике).

Проблема специфической профилактики. Для создания искусственного иммунитета против дизентерии были использованы различные вакцины: из убитых бактерий, химические, спиртовая, но все они оказались малоэффективными и сняты с производства. Созданы вакцины против дизентерии Флекснера из живых (мутантных, стрептомицинзависимых) шигелл Флекснера; рибосомальные вакцины, но они также не нашли широкого применения. Поэтому проблема специфической профилактики дизентерии остается нерешенной. Основной путь борьбы с дизентерией заключается в улучшении системы водоснабжения и канализации, обеспечении строгих санитарно-гигиенических режимов на предприятиях пищевой, в особенности молочной промышленности, в детских учреждениях, местах общественного пользования и в соблюдении личной гигиены.