В озбудители сальмонеллезов и пищевых токсикоинфекций

Сальмонеллезы - заболевания людей и животных, вызванные бактериями рода Salmonella. Однако под термином сальмонеллезы чаще всего имеют ввиду острые кишечные инфекции человека (гастроэнтериты), вызван­ные сальмонеллами, исключая сальмонеллы брюшного типа и паратифов.

С альмонелллезный гастроэнтерит может быть вызван многочисленными ви­дами (по новой номенклатуре серовары или серотипы) рода. Но наиболее часто сальмонеллезы вызываются S. Enteritidis, S.Typhimurium, S. Choleraesuis и другими сальмонеллами, Основной источник болезни - домаш­ние животные (свиньи, крупный и мелкий рогатый скот и др.) и птицы (куры, гуси, утки и др.). Механизм заражения - фекально-оральный. Основ­ной путь передачи - пищевой: факторами передачи являются яйца птиц, мясо животных и птиц.

Р од Shigella

Род назван в честь Киёси Шига, описавшего его типовой вид. Шигеллы – кишечные патогены человека и приматов; в различных странах поражения составляют до 20-60 % всех кишечных инфекций и известны как бактериальная дизентерия, или шигеллёз. Заболевания известны с глубокой древности (термин «дизентерия» ввел Гиппократ). В конце 19 века была установлена протозойная природа некоторых дизентерий, возникло представление об амебной дизентерии.

Начало изучения шигеллёзов положили Шантемесс и Видаль (1888), в 1891 г. Григорьев выделил возбудитель в чистом виде, а его расширенное изучение провели Шига (1898) и Крузе (1900). Исследования Флекснера (1900), Зонне (1915), Штуцера и Шмица (1917) и др. авторов позволили выявить новые виды шигелл.

Ш игеллы вызывают заболевания, называемые шигеллезами (старое название – бактериальная дизентерия), которые являются антропонозными инфекциями с фекально-оральным механизмом передачи. Заболевание, вызываемое Shigella dysenteriae, чаще имеет контактно-бытовой путь передачи; Shigella flexneri – водный; а Shigella sonnei – алиментарный.

Е стественная восприимчивость людей высокая, поэтому шигеллезы распространены повсеместно, чаще возникают в виде вспышек алиментарного и водного характера.

В соответствии с антигенной структурой О-антигена и биохимическими свойствами известные 39 серотипов шигелл разделяют на 4 вида:

• Shigella dysenteriae (серогруппа А) – бактерии Григорьева-Шига, впервые описаны французскими учеными Шантемессом и Видалем в 1888г. и русскими учеными Кубасовым и Григорьевым в 1891 г. Обладают наибольшей вирулентностью;

• Shigella flexneri (серогруппа B) – впервые описаны в 1917 г. американцем Флекснером. Представляют собой большую группу бактерий, сходных по биохимическим признакам (ферментируют маннит) и антигенной структуре, характеризующейся большим количеством серологических типов.

• Shigella boydii (серогруппа C) – шигеллы Бойда;

• Shigella sonnei (серогруппа D) – шигеллы Зонне.

Д альнейшая дифференциация на типы и подтипы произведена с учетом особенностей антигенной структуры. Подтипы существуют лишь в серогруппе В и отражают варьирование состава групповых антигенов в пределах основных видов.

М орфология. Род шигелл образуют прямые неподвижные грам(-) факультативно анаэробные палочки, лишенные жгутиков. Хемоорганотрофы, метаболизм – дыхательный и ферментативный. Температурный оптимум – 37 °С. Оксидаза-отрицательны, каталаза-положительны, образование индола непостоянно. Углеводы разлагают с образованием кислоты, а некоторые штаммы – кислоты и газа. Типовой вид – Shigella dysenteriae.

Культуральные свойства. По морфологическим признакам шигеллы неотличимы от других представителей семейства Enterobacteriaceae. Хорошо культивируются на простых ПС. На твердых питательных средах образуют гладкие (S) и шероховатые (R) колонии. S-колонии круглые, куполообразные, гладкие, полупрозрачные в проходящем свете. R-колонии неправильной формы, плоские, тусклые, с шероховатой поверхностью и неровными краями. Возможно образование переходных форм. На жидких средах S-формы дают равномерное помутнение, R-формы – придонный осадок, среда остается прозрачной.

Биохимические свойства. По сравнению с прочими кишечными бактериями шигеллы биохимически практически инертны. Все шигеллы не образуют сероводород на агаре Клиглера, трехсахарно-железном агаре и агаре с ацетатом свинца. Эти характеристики могут служить косвенным подтверждением принадлежности выделенной культуры к роду Shigella. В некоторых случаях эти признаки могут дать ориентировочные преставления и о видовой принадлежности.

Shigella dysenteriae (Григорьева-Шига) обладают наименьшей ферментативной активностью, ферментируют лишь глюкозу без газообразования; они известны как маннит-отрицательные шигеллы (прочие виды утилизируют маннит). Вызывают наиболее тяжелую форму дизентерии.

Shigella flexneri, как правило, не ферментируют глюкозу, дульцит и ксилозу; слабо активны в отношении мальтозы, сахарозы, арабинозы и рамнозы (не ферментируют либо расщепляют не ранее 6-10 сут), почти все образуют индол.

Shigella boydii (Бойда) обладают весьма сходной биохимической активностью, но они дополнительно также ферментируют ксилозу, дульцит и арабинозу (обычно в первые 24 ч). Некоторые шигеллы Бойда также способны ферментировать мальтозу (на 6-20 сут), что имеет практическое значение при идентификации культур.

Shigella sonnei не ферментируют сорбит и дульцит, не образуют индол, но расщепляют ксилозу, арабинозу, что сближает их с бактериями серогруппы С. Основное отличие – способность сбраживать рамнозу, лактозу и сахарозу (в более поздние сроки).

Основные биохимические признаки шигелл, необходимые для идентификации при выделении чистой культуры:

• отсутствие газообразования при ферментации глюкозы;

• отсутствие продукции сероводорода;

• отсутствие ферментации лактозы в течение 48 ч.

А нтигенная структура шигелл

Все шигеллы обладают соматическим О-антигеном, в зависимости от строения которого происходит их разделение на серовары, а Shigella flexneri внутри сероваров подразделяется на подсеровары. S. sonnei обладает антигеном 1-й фазы, который является К-антигеном.

Shigella dysenteriae (Григорьева-Шига) образуют эндо- и экзотоксин (шига-токсин белковой природы), и вызывают самую тяжелую форму дизентерии. Они обладают специфическим антигеном, серологически однородным и обособленным от других представителей этой группы.

Антигенный комплекс шигелл включает 2 термостабильных Аг (типовые и групповые) и термолабильные Аг. Термолабильные Аг (включают К-Аг, сходный с К-Аг эшерихий) обнаружены у всех шигелл (исключая шигеллы Флекснера и Зонне); эти Аг способны маскировать О-Аг и вызывать О-инагглютинабельность (действие снимается кипячением в течение 1ч).

Менее изучены термолабильные фимбриальные Аг. У Shigella flexneri они структурно близки аналогичным антигенам E. coli. Очевидно, что это в некоторой степени объясняет агглютинацию эшерихий сыворотками к шигеллам Флекснера, а также широкое распространение антител (АТ) к шигеллам Флекснера в сыворотке людей и животных.

О пределение антигенной структуры проводят для окончательной идентификации бактерий.

Эпидемиология. Бактериальная дизентерия распространена повсеместно, особенно в слаборазвитых странах. С введением противоэпидемических мероприятий заболеваемость в развитых странах резко снизилась.

Следует отметить, что эпидемиологию шигеллёзов отличает изменение этиологической структуры: до конца I Мировой войны основным возбудителем была S. dysenteriae; затем стали доминировать поражения, вызванные S.  flexneri; после II Мировой войны – S. sonnei. Это разделение условно, т.к. в некоторых регионах могут циркулировать другие виды – Цхинвали.

Единственный природный резервуар шигелл – человек. Вероятность развития заболевания более высока у лиц со сниженной резистентностью и заболеваниями ЖКТ. Источник заражения – больные и бактерионосители. Период носительства – 1-4 нед, но может удлиняться.

Основные механизмы передачи – фекально-оральный и контактно-бытовой (через воду, пищевые продукты). Определенную роль играют насекомые-переносчики – мухи, тараканы и др., переносящие возбудитель с испражнений на пищевые продукты.

Инфицирующая доза – 200-1000 ж.м.к., что обычно достаточно для развития заболевания (зависит от вирулентности возбудителя, состояния иммунитета человека и т.д.). Бактериальную дизентерию регистрируют в течение всего года с подъемом заболеваемости в теплый сезон.

Патогенез поражений при шигеллезах

Патогенез поражений обусловлен способностью шигелл проникать в клетки слизистой оболочки толстой кишки, размножаться в них и инфицировать соседние клетки, а также покидать фагосомы и выходить в цитоплазму нейтрофилов и макрофагов.

Размножение шигелл в эпителиальных клетках вызывает их гибель и приводит к прорыву бактерий в подлежащие ткани с развитием дефектов слизистой оболочки и воспалительной реакцией подслизистой оболочки с выходом форменных элементов крови в просвет кишечника.

Г ены, кодирующие комплекс вирулентных свойств, расположены в хромосоме и плазмидах. Все вирулентные штаммы содержат большие (120000-140000 кД) плазмиды, кодирующие синтез определенных поверхностных белков. В настоящее время идентифицированы:

• ген ipa (плазмидный антиген инвазивности), распознающий поверхностные антигены эпителиальных клеток; имеется у всех 4 видов шигелл;

• ген inv (антиген инвазии), обусловливающий встраивание продукта ipa (антиген инвазивности) в мембраны клеток;

• ген vir F, обеспечивающий повреждение клеточных мембран;

• ген vir G, ответственный за способность шигелл покидать фагосомы и инфицировать эпителиальные клетки.

Ф акторы патогенности шигелл:

Цитотоксин (токсин Шига, шигатоксин), вызывающий гибель клеток и приток жидкости в очаг поражения. Шигатоксин вызывает повреждение эндотелия, поражение почек с гемолитическим уремическим синдромом, нарушение водно-солевого обмена и ЦНС. Шигатоксин продуцирует только I серовар S. dysenteriae. Также у шигатоксина установлена гемолитическая активность in vitro, что иногда используют для идентификации.

Некоторые шигеллы способны продуцировать, так называемые, шигаподобные токсины, которые менее токсичны и вырабатываются в количестве в 1000 раз меньшем, чем шигатоксин, поэтому их действие ограничивается только кишечником.

Ipa-BCD-инвазины – (Invasion plasmide antigen)-инвазины. Белки наружной мембраны бактерий, которые прикрепляются к апикальной мембране М-клеток. Вызывают апоптоз (запрограммированную гибель клеток), тем самым обеспечивая внутри- и межклеточное распространение шигелл.

Ipa-BCD-инвазины чувствительны к трипсину, поэтому патологический процесс ограничивается толстым кишечником.

Эндотоксины, проявляющие весь спектр активности, характерных для эндотоксинов грам (-) бактерий.

К линические проявления шигеллезов вариабельны: от бессимптомной инфекции до тяжелых поражений с лихорадкой, ознобом, болями в животе, тенезмами, диареей с кровью и слизью и др.

Шигеллезы – это инфекционные заболевания, характеризующиеся поражением толстого кишечника, с развитием колита и интоксикацией организма.

Инкубационный период – 1-7 сут (чаще 1-2). Первоначально стул частый (10-25 дефекаций в день) и обильный, однако вскоре значительно уменьшается в количестве и приобретает вид и запах, напоминающий тёртый картофель. Он состоит из слизи и крови, а в более поздний период и примеси гноя. Характерно отделение последней порции, состоящей из слизи («ректальный плевок»).

Апоптоз фагоцитов позволяет шигеллам сохраниться и проникнуть в эпителиальные клетки слизистой через базальную мембрану. Внутри энтероцитов происходит размножение шигелл и их межклеточное распространение, следствием чего является развитие эрозий, что обусловливает наличие крови в испражнениях. При гибели шигелл происходит выделение шига- и шигаподобных токсинов, действие которых также приводит к появлению крови в испражнениях.

Типичны катаральные, катарально-язвенные поражения толстого кишечника. Довольно часто наблюдают гепатомегалию, поражения поджелудочной железы и нарушение проницаемости сосудов. В выраженных случаях происходят нарушения всех видов обмена. Наиболее распространенные осложнения – кишечные кровотечения, реже – прободение кишечника, пери- и парапроктиты, выпадение прямой кишки и коллапсы.

Ранее тяжелые случаи сопровождались гибелью 10-15 % больных; совершенствование методов терапии, а также смена основных возбудителей способствовали снижению летальности, которая в настоящее время колеблется в пределах 0-1 %.

Л абораторная диагностики шигеллезов основана на выделении и идентификации возбудителя по стандартной схеме. Материалом для исследования служат испражнения. Для посева отбираются гнойно-слизисто-кровяные образования из средней порции кала, которые непосредственно высеваются на лактозосодержащие дифференциальные плотные питательные среды (ППС).

В случае выявления бактерионосителей посев испражнений обязательно производится в селенитовый бульон с последующим выделением возбудителя на плотных лактозосодержащих дифференциальных питательных средах.

Среди выросших на этих средах отбирают лактозонегативные колонии, которые идентифицируют до вида и серовара, а выделенные культуры S. flexneri – до подсероваров, S. sonne – до хемоваров. В качестве вспомогательного используют серологический метод с постановкой РНГА.

К ритерии дифференциальной лабораторной диагностики шигелл:

• Шигеллы неподвижны, дают отрицательные реакции с метиловым красным, Фогеса-Проскауэра (продуцирование ацетилметилкарбинола – на среде Кларка); не утилизируют цитрат, мочевину; не декарбоксилируют лизин. Образование индола вариабельно (более половина штаммов серогрупп А, В и С положительно).

• Ш игеллы не ферментируют лактозу и поэтому образуют бесцветные колонии на лактозосодержащих средах (агаре МакКонки или Плоскирева). На агаре Клиглера ферментируют только глюкозу, не образуют газ (исключая газообразующие подвиды Shigella flexneri) и сероводород.

• В ыделенные изоляты необходимо исследовать в РА с поливалентными сыворотками. Если выделенная культура, обладающая всеми биохимическими признаками шигелл, не реагирует с сыворотками, то ее следует прокипятить в течение 30 мин, т.к. многие шигеллы, особенно серогрупп А и С, обладают термолабильными капсулярными Аг, ингибирующими взаимодействие АТ с О-Аг.

Лечение шигеллезов. Для лечения по эпидемиологическим показаниям используют бактериофаг орального применения (специфическое лечение). В этиотропной терапии диареи препараты выбора – ампициллин, триметоприм-сульфаметоксазол, норфлоксацин и др. В большинстве случаев необходимо назначение симптоматических средств, восполнение потерь жидкости и электролитов.

Специфическая профилактика шигеллезов – нет. Многочисленная практика разработки и применения вакцинопрофилактики свидетельствует о неэффективности метода специфической профилактики шигеллезов.