Эшерихии на среде эндо: 18. — . . , . . [1986 .., .., .. – Лекция № 15. Эшерихии и шигеллы

Содержание

Лекция № 15. Эшерихии и шигеллы

Лекция №15. Эшерихии и шигеллы.

Род Escherichia.

Эшерихии — наиболее распространенные аэробные бактерии кишечника, способные при определенным условиях вызывать обширную группу заболеваний человека, как кишечной (диарея), так и внекишечной (бактеремия, инфекции мочевыводящих путей и др.) локализации. Основной вид — E.coli (кишечная палочка) — самый распространенный возбудитель инфекционных заболеваний, вызываемых энтеробактериями. Этот возбудитель является показателем фекального загрязнения, особенно воды. Коли — титр и коли — индекс часто использовали как санитарные показатели. Эшерихии входят в состав микрофлоры толстого кишечника млекопитающих, птиц, пресмыкающихся и рыб.

Культуральные свойства. На жидких средах E.coli дает диффузное помутнение, на плотных средах образует S- и R- формы колоний. На основной для эшерихий среде Эндо лактозоферментирующие кишечные палочки образуют интенсивно красные колонии с металлическим блеском, не ферментирующие — бледно- розовые или бесцветные колонии с более темным центром, на среде Плоскирева — красные с желтоватым оттенком, на среде Левина — темно- синие с металлическим блеском.

Биохимические свойства. Кишечная палочка в большинстве случаев ферментирует углеводы (глюкозу, лактозу, маннит, арабинозу, галактозу и др.) с образованием кислоты и газа, образует индол, но не образует сероводород, не разжижает желатин.

Антигенная структура. Какие — либо существенные морфологические различия между патогенными и непатогенными кишечными палочками не обнаружены. Их дифференциация основана на изучении антигенных свойств. Среди поверхностных антигенов выделяют полисахаридные О- антигены, жгутиковые Н- антигены и капсульные полисахаридные К- антигены. Известно более 170 вариантов О- антигенов (это соответствует принадлежности возбудителя к определенной

серогруппе) и 57 — Н- антигенов (принадлежность к серовару). В состав диареегенных (вызывающих диарею) кишечных палочек входят 43 О- группы и 57 ОН- вариантов.

Основные факторы патогенности диареегенных E.coli.

1. Факторы адгезии, колонизации и инвазии, связанные с пилями, фимбриальными структурами, белками наружной мембраны. Они кодируются плазмидными генами и способствуют колонизации нижних отделов тонкой кишки.

2. Экзотоксины: цитотонины (стимулируют гиперсекрецию клетками кишечника жидкости, нарушают водно — солевой обмен и способствуют развитию диареи) и энтероцитотоксины (действуют на клетки стенки кишечника и эндотелия капилляров).

3. Эндотоксин (липополисахарид).

В зависимости от наличия различных факторов патогенности диареегенные кишечные палочки разделены на пять основных типов: энтеротоксигенные, энтероинвазивные, энтеропатогенные, энтерогеморрагические, энтероадгезивные.

4. Для патогенных кишечных палочек характерна выработка бактериоцинов (колицинов).

Энтеротоксигенные E.coli имеют высокомолекулярный термолабильный токсин, схожий по действию с холерным, вызывают холероподобную диарею (гастроэнтериты у детей младшего возраста, диарею путешественников и др.).

Энтероинвазивные кишечные палочки способны проникать и размножаться в клетках эпителия кишечника. Вызывают профузную диарею с примесью крови и большим количеством лейкоцитов (показатель инвазивного процесса) в испражнениях. Клинически напоминает дизентерию. Штаммы имеют некоторое сходство с шигеллами (неподвижные, не ферментируют лактозу, обладают высокими энтероинвазивными свойствами).

Энтеропатогенные E.coli — основные возбудители диареи у детей. В основе поражений — адгезия бактерий к эпителию кишечника с повреждением микроворсинок. Характерна водянистая диарея и выраженное обезвоживание.

Энтерогеморрагические кишечные палочки вызывают диарею с примесью крови (геморрагический колит), гемолитико — уремический синдром (гемолитическая анемия в сочетании с почечной недостаточностью). Наиболее частый серотип энтерогеморрагических кишечных палочек — О157: Н7.

Энтероадгезивные E.coli не образуют цитотоксины, слабо изучены.

Эпидемиология. Основной механизм распространения диареегенных кишечных палочек — фекально — оральный. Заражение может происходить через пищу, воду, при уходе за животными. Поскольку эшерихии обитают в кишечниках многих видов животных, конкретный источник заражения установить сложно. Контактный путь заражения может быть в закрытых заведениях. Энтеропатогенные и энтероинвазивные E.coli — наиболее частые причины внутрибольничных вспышек эшерихиозов.

Лабораторная диагностика. Основным подходом является выделение чистой культуры на дифференциально — диагностических средах и ее идентификация по антигенным свойствам. Ставят РА с набором поливалентных ОК (к О- и К- антигенам) сывороток, затем — адсорбированных О- сывороток и прогретыми при 100 градусах Цельсия (для разрушения К- антигенов) культурами.

Биохимическая дифференциация имеет дополнительное значение. Идентификация диареегенных типов возможна при выявлении специфических маркеров (энтерогеморрагические кишечные палочки не ферментируют сорбит, а серовар О157: Н7 не проявляет бета — глюкуронидазной активности).

Род Shigella.

Шигеллы — кишечные патогены человека и приматов, которые вызывают бактериальную дизентерию или шигеллезы. В соответствии с антигенной структурой О- антигена и биохимическими свойствами известные серотипы шигелл разделяют на четыре вида или серогруппы — S.dysenteriae (серогруппа А), S.flexneri (серогруппа В), S.boydii (серогруппа С) и S.sonnei (серогруппа Д).

По морфологическим признакам шигеллы не отличаются от остальных энтеробактерий. Это неподвидные факультативно — анаэробные грамотрицательные палочки.

Биохимические свойства. Шигеллы по сравнению с другими кишечными бактериями биохимически малоактивны. Не образуют сероводород на трехсахарно — железном агаре, не ферментируют мочевину.

Наименьшей ферментативной активностью обладают штаммы S.dysenteriae (серогруппа А), ферментирующие только глюкозу без газообразования, в отличие от других шигелл этот вид является маннит — отрицательным.

Шигеллы Флекснера ферментируют маннит, образуют индол, но не ферментируют лактозу, дульцит и ксилозу. Серотип Ньюкасл разделен на три биохимических типа. Для шигелл Флекснера более характерен водный путь передачи.

Шигеллы Бойда (серогруппа С) имеют близкую биохимическую активность, однако ферментируют дульцит, ксилозу и арабинозу. Имеют ряд серотипов, каждый из которых имеет свой главный типовой антиген.

Шигеллы Зонне (серогруппа Д) способны медленно ферментировать лактозу и сахарозу, имеют биохимические типы и фаготипы. Основной путь передачи — пищевой (чаще через молоко и молочные продукты).

Антигенная структура. У шигелл имеются О- и К- антигены. О- антигены имеют эпитопы различной специфичности — от общих для семейства энтеробактерий до типоспецифических. В классификации учитывают только термостабильные групповые (четыре группы или вида — А,В,С и Д) и типоспецифические (деление на серотипы). К термолабильным антигенам относятся К- антигены (они имеются в группах А и С) и фимбриальные антигены (у шигелл Флекснера они близки в антигенном отношении E.coli). Определение антигенной структуры необходимо для окончательной идентификации.

Эпидемиология. Шигеллы достаточно устойчивы во внешней среде. Источник инфекции — человек с различными формами клинического проявления шигеллезов. Механизм заражения — фекально — оральный. Для различных видов шигелл характерны преобладающие пути передачи (контактно- бытовой — для S.dysenteriae, пищевой — для S.sonnei, водный — для S.flexneri). Для эпидемического процесса характерна изменение структуры циркулирующих популяций возбудителей — смена ведущих видов, биоваров, сероваров, что связано как с изменениями популяционного иммунитета, так и с изменениями свойств возбудителя, особенно с приобретением различных плазмид (R, F, Col и др.). Инфицирующая доза — порядка 200 — 300 шигелл. Более легкое течение имеет дизентерия, вызванная шигеллами Зонне.

Факторы патогенности и патогенез поражений. Главная биологическая характеристика шигелл — способность внедряться в эпителиальные клетки, размножаться в них и вызывать их гибель. Формирование очага в слизистой нисходящего отдела толстого кишечника (сигмовидная и прямая кишки) носит циклический характер: адгезия, колонизация, внедрение шигелл в цитоплазму энтероцитов, размножение, разрушение и отторжение эпителиальных клеток, выход шигелл в просвет кишечника, снова адгезия и т.д.

Роль факторов адгезии и колонизации выполняют пили, белки наружной мембраны, ЛПС, ферменты — нейраминидаза, муциназа, гиалуронидаза (разрушают слизь).

Шигеллы имеют целый ряд факторов инвазии и устойчивости к действию механизмов защиты (К- антиген, ЛПС и др.), контролизуемых хромосомными генами шигелл и плазмидами.

Шигеллы имеют различные токсины. Они имеют эндотоксин и шигаподобные цитотоксины (SLT-1, SLT-2). Цитотоксины обусловливают разрушение клеток, энтеротоксин — диарею, эндотоксин — общую интоксикацию. Токсин Шига вызывает нарушение синтеза белка, всасывания ионов натрия и воды, приток жидкости в очаг воспаления.

Наиболее типичные признаки дизентерии — понос, тенезмы (болезненные спазмы прямой кишки) и частые позывы, общая интоксикация. Характер стула определяется степенью поражения толстого кишечника.

Постинфекционный иммунитет — прочный, типоспецифический.

Лабораторная диагностика. Основной метод диагностики — бактериологический. Производят посев испражнений на дифференциально — диагностические среды Эндо и Плоскирева для получения изолированных колоний. Чистые культуры изучают по биохимическим свойствам, идентификацию проводят в РА с поли- и моновалентными сыворотками. Если выделенная культура обладает биохимическими свойствами шигелл, но не агглютинирует сыворотки к О- антигенам, ее нужно прокипятить 30 минут для разрушения термолабильных К- антигенов, часто препятствующих агглютинации шигелл серогрупп А и С (т.е. имеющих К- антигены), и снова исследовать в РА.

Для серологической диагностики используют РПГА с групповыми эритроцитарными диагностикумами.

Методические указания к практической работе

Продолжительность занятия: 3 академических часа (135 минут)

Место проведения занятия: учебная аудитория

Материально-техническое оснащение – таблицы, стенды, микроскопы, микропрепараты, вакцины

Хронометраж практического занятия:

1. Вводное слово преподавателя – 5 мин

2. Проверка исходного уровня знаний (тест-контроль) – 15 мин

3. Разбор теоретических вопросов по теме – 80 мин

Общая характеристика бактерий кишечного семейства
Характеристика кишечных палочек
Категории кишечных палочек
Роль кишечной палочки для организма человека.
Классификация кишечных палочек
Лабораторный диагноз острых кишечных инфекций
Специфическая терапия острых кишечных инфекций

4. Выполнение практической работы – 35 мин

Практическая работа

1. Изучение мазков из чистой культуры кишечной палочки, окрашенных по Граму (зарисовать)

Вмазке из чистой культуры видны маленькие прямые палочки с закругленными концами, располагаются обычно бессистемно, грамотрицательные.

2. Изучение роста кишечной палочки на среде Эндо (зарисовать).

На среде Эндо кишечная палочка образует выпуклые колонии малиново-красного цвета с металлическим блеском или без него. Среда Эндо – дифференциально-диагностическая среда. Кроме питательной основы, среда содержит 1% лактозу и насыщенный спиртовой раствор основного фуксина, обесцвеченного перед добавлением к агару раствором сульфита натрия. Свежеприготовленная среда Эндо бесцветна или слегка розовая. При росте на этой среде кишечная палочка разлагает лактозу, образуются кислые продукты, они восстанавливают фуксин из бесцветного соединения в красный и поэтому вырастают колонии, окрашенные в малиново-красный цвет.

3. Изучение биохимических изменений на пестром ряду (таблица) с посевом кишечной палочки (записать в тетрадь табл.2):

Таблица 2

Ферментативные свойства кишечной палочки

Вид микроба	Лактоза	Глюкоза	Маннит	Мальтоза	Сахароза	МПБ
						Индол	Сероводород
E. coli	КГ	КГ	КГ	КГ	—	+	—

Примечание: К Г – ферментация углевода сообразованием кислоты и газа, (—) – отсутствие ферментации или образования

Ферментативная активность изучена на пестром ряду. Кроме питательной основы и углевода к среде добавлен индикатор бромкрезолпурпур. Исходный цвет среды фиолетовый, при образовании кислоты цвет среды становится желтым. Газообразование улавливают с помощью поплавков – коротких стеклянных трубочек, запаянных с одного конца, помещенных в питательную среду, открытым концом вниз. Образование индола определено с помощью реактива Ковача: при положительной реакции конец бумажки окрашивается в малиново-розовыйцвет.

4. Знакомство со схемой лабораторного диагноза эшерихиоза по схеме (зарисовать табл.3)

Среди кишечных палочек встречаются представители, которые способны вызывать заболевания кишечника, варьирирующие от умеренной диареи до тяжелого холероподобного заболевания. В основном заболевания возникают у детей 1 года жизни, но могут возникать также у детей старшего возраста и взрослых.

Кишечные палочки, вызывающие поражения кишечника, разделяют на три группы:

1. Энтеропатогенные кишечныепалочки (ЭПКП) – поражают детей первого года жизни, особенно часто в коллективах (серогруппы 026,055, 0111 и др.)

2. Энтеротоксигенные кишечные палочки (ЭТКП) – поражают детей старше года и взрослых людей (серогруппы 01,05,06 и др.). Эта группа кишечных палочек характеризуется способностью продуцировать энтеротоксин, который реагирует с аденилциклазной системой клеток эпителия слизистой тонкого кишечника, нарушает их функции вызывает холероподобные заболевания.

3. Энтероинвазионные кишечные палочки (ЭИКП) – поражают детей старше года и взрослых людей (серогруппы 025,0124 и др.) Эта группа кишечных палочек обладает способностью к инвазии в клетки слизистой оболочки толстой кишки и вызывает дизентериеподобные заболевания.

Помимо перечисленных заболеваний, которые могут принимать эпидемический характер, кишечные палочки могут вызывать аппендицит, перитонит, цистит, пиелонефрит и т.д. В последние годы нередко кишечные палочки самостоятельно или в ассоциациях с другими бактериями вызывают внутрибольничные инфекции в хирургических, педиатрических стационарах и др.

Кишечные палочки, выделяемые от больных различными заболеваниями, как кишечной, так и не кишечной локализации, невозможно различить от представителей нормальной микрофлоры ни по морфологическим, ни по культуральным свойствам. Дифференциация их проводится на основе антигенной структуры.

Главной особенностью ЭПКП является антигенная структура, постоянная и характерная для каждого штамма. Учитывают соматический 0-антиген, соматический К-антиген и жгутиковый Н-антиген.

Общепризнано, что поставить клинический диагноз острой кишечной инфекции нельзя. Обязательна постановка лабораторного диагноза. Основным в лабораторной диагностике является бактериологический диагноз.

Исследуемый материал: испражнения, рвотные массы.

Испражнения в количестве 3–5 гр. помещают в пробирку с изотоническим раствором хлорида натрия или глицериновой смесью. Целесообразно брать последние порции, т.к. при колиэнтеритах поражается тонкий кишечник. У грудных детей материал для исследования берут с пеленок. Чем раньше от начала заболевания исследуют испражнения, тем вероятнее возможность выделения возбудителя. Рекомендуется забор материала сделать до начала лечения.

Бактериологический метод. Бактериологический диагноз основан на выделении чистой культуры и определении её серовара.

Исследуемый материал засевают на среду Эндо, предварительно разведя его физ. раствором. Через сутки изучают колонии, выросшие на среде. Кишечные палочки вырастают на среде Эндо в виде малиново-красных колоний с металлическим блеском или без него. Отбор колоний патогенных кишечных палочек проводят с помощью ориентировочной реакции агглютинации с диагностической сывороткой. Употребляют смесь ОКБ – сывороток против патогенных кишечных палочек, соединяя не более 5 сывороток. Для постановки ориентировочной реакции агглютинации исследуют не менее 10 колоний. Если ни одна из них не агглютинирует, дают ответ: «Патогенные кишечные палочки не обнаружены». Из колоний с положительной реакцией агглютинации делают посев в пробирки со средой Олькеницкого (Клиглера) или скошенным агаром и ставят в термостат на 18–20 часов.

На следующий день (3 день исследования) просматривают посевы на среде Олькеницкого и скошенном МПА. Состав среды Олькеницкого (трехсахарная среда с мочевиной): к 100 г МПА расплавленного и охлажденного добавляют I г лактозы, I г сахарозы, 0,1 г глюкозы, I г мочевины, 0,02 г соли Мора, 0,03 г гипосульфита и индикатор ВР (водный голубой и розоловая кислота). Среду разливают так, чтобы был столбик и скошенная поверхность. Посев культуры делают штрихом на скошенную поверхность и уколом в глубину столбика. Ферментация глюкозы происходит в анаэробных условиях (её в среде мало), в этом случае цвет изменится только в столбике (среда посинеет). При ферментации лактозы или сахарозы среда посинеет как в столбике, так и на скошенной поверхности. При разложении мочевины (рН сдвигается в щелочную сторону) цвет среды станет оранжевым. Газообразование определяют по разрывам среды. При образовании сероводорода среда чернеет.

На скошенном МПА энтеропатогенные кишечные палочки образуют влажный блестящий сероватый налет.

На среде Олькеницкого кишечная палочка вызывает посинение среды, как в столбике, так и на скошенной поверхности, наблюдаются разрывы среды пузырьками газа (ферментация лактозы и глюкозы до кислоты и газа). Выделенную культуру проверяют в реакции агглютинации на стекле сначала с той же смесью сывороток, а затем раздельно с каждой сывороткой, входящей в смесь.

При отсутствии реакции агглютинации дают отрицательный ответ. При положительной реакции агглютинации необходимо подтвердить принадлежность выделенной культуры к роду кишечных палочек. Для этого культуру засевают на жидкие среды Гисса с лактозой, глюкозой, маннитом, сахарозой, в пробирку с МПБ для обнаружения индола и сероводорода, определяют подвижность.

Для окончательной идентификации выделенной эшерихии ставят развернутую реакцию агглютинации с типовой коли-ОКВ-сывороткой. Реакцию ставят с живой культурой для установления К-антигена и с гретой культурой для установления О-антигена.

По результатам пестрого ряда и развернутой реакции агглютинации может быть дан окончательный ответ.

Серологическая диагностика при кишечных инфекциях используется для подтверждения этиологического значения выделенных эшерихий, заподозренных в качестве возбудителя, в научно-исследовательских целях для изучения патогенеза и иммунитета кишечных заболеваний.

Основана она на обнаружении антител в сыворотке крови. Обнаруживают О-антитела в реакции агглютинации, используя в качестве антигена культуру, выделенную от больного и кипяченую в течение 2 часов. Положительная реакция проявляется непостоянно, титр антител невысокий – ниже 1:100. В-антитела не обнаруживаются.

Можно использовать реакцию пассивной гемагглютинации, которая более чувствительна. В качестве диагностикума используют эритроциты барана, сенсибилизированные смывом 48-часовой культуры, кипяченой 2 часа. Следовательно, в РПГА также выявляют только О-антитела. Эта реакция позволяет отличить больных от людей, выделяющих энтеропатогенные кишечные палочки без клинических проявлений болезни. У последних антитела не обнаруживаются.

Ускоренные методы лабораторной диагностики. Классическое бактериологическое исследование длится 4–5 дней. Это не всегда устраивает и клиницистов и эпидемиологов, поэтому прилагается много усилий, чтобы сократить время исследования и ускорить ответ лаборатории. Для решения этой проблемы предложено использовать наиболее рациональные питательные среды, сокращать интервалы между исследованиями, а также применять методы, основанные на определении антигенной структуры кишечных палочек. Наиболее чувствительным и быстрым методом является метод иммунофлюоресценции, основанный на обнаружении специфического антигена кишечных палочек в исследуемом материале с помощью флюоресцирующих антител.

Этапы бактериологического исследования

при подозрении на эшерихиоз

Первый день

1. Сделать посев испражнений больного на среду Эндо. Для этого взять немного материала пипеткой и эмульгировать его в физиологическом растворе или глицериновой смеси, каплю эмульсии нанести на среду Эндо петлей или пипеткой. Стерильным шпателем растереть каплю на небольшом участке среды, затем, не прожигая шпатель, втереть оставшийся на нем материал по всей поверхности. Чашки с посевом поставить в термостат на 24 часа.

Второй день

2. Изучить посевы на среде Эндо, описать выросшие колонии.

Отобрать малиново-красные колонии с металлическим блеском или без него с помощью ориентировочной реакции агглютинации (не менее 10). Для постановки реакции стерильной петлей взять часть колонии и смешать с каплей агглютинирующей диагностической поливалентной сыворотки. Поливалентные сыворотки готовят в производственных условиях, они содержат антитела к нескольким сероварам эшерихий из одной серологической группы. При положительной реакции агглютинации оставшуюся часть колоний отсеять на скошенный агар или среду Олькеницкого. Если же ни одна из десяти колоний не дала агглютинации, выдать отрицательный ответ.

Третий день

3. Изучить посевы на скошенном агаре и среде Олькеницкого.

3.1. Поставить ориентировочную реакцию агглютинации на стекле с поливалентной сывороткой. Если реакция агглютинации положительна, поставить реакцию агглютинации на стекле с каждой типовой сывороткой, входящей в поливалентную.

3.2. Подтвердить принадлежность выделенной культуры к эшерихиям. Для этого изучить ферментативные свойства, сделав посев на жидкие среды Гисса с лактозой, глюкозой, маннитом, сахарозой, мальтозой. Сделать также посев на МПБ для определения образования индола и сероводорода.

3.3. Провести окончательную серологическую идентификацию культуры. Для этого поставить развернутую реакцию агглютинации с живой и гретой культурой. Диагностическую типовую сыворотку разводят от 1:100 до титра сыворотки, указанного на этикетке. Из разведений приготовить два ряда пробирок. Приготовить антиген. Для этого смыть культуру с поверхности среды 3–5 мл физиологического раствора, разлить взвесь в 2 стерильные пробирки. Одну из них прогреть на водяной бане при 100°С в течение часа. В первый ряд разведений сыворотки внести по 2 капли живой культуры, во второй – по 2 капли гретой культуры. После встряхивания пробирки поместить в термостат на 18–20 часов.

Четвертый день

Учет результатов. Заключение по исследованию

4.1. Просмотреть посевы на пестром ряду. Для кишечной палочки характерна ферментация лактозы, глюкозы, мальтозы и маннита с образованием кислоты и газа, отсутствие ферментации, сахарозы, образование индола. Учет реакции агглютинации провести с помощью лупы. Агглютинация с живой культурой крупнохлопчатая (Н-агглютинация), с убитой – мелкозернистая (О-агглютинация).

Таблица 3

Лекция7(эшерихии и шигеллы)

Лекция №7. Эшерихии и шигеллы.

Род Escherichia.

Основные факторы патогенности диареегенных E.coli.

3. Эндотоксин (липополисахарид).

4. Для патогенных кишечных палочек характерна выработка бактериоцинов (колицинов).

Энтеротоксигенные E.coli имеют высокомолекулярный термолабильный токсин, схожий по действию с холерным, вызывают холероподобную диарею (гастроэнтериты у детей младшего возраста, диарею путешественников и др.).

Энтероинвазивные кишечные палочки способны проникать и размножаться в клетках эпителия кишечника. Вызывают профузную диарею с примесью крови и большим количеством лейкоцитов (показатель инвазивного процесса) в испражнениях. Клинически напоминает дизентерию. Штаммы имеют некоторое сходство с шигеллами (неподвижные, не ферментируют лактозу, обладают высокими энтероинвазивными свойствами).

Энтеропатогенные E.coli — основные возбудители диареи у детей. В основе поражений — адгезия бактерий к эпителию кишечника с повреждением микроворсинок. Характерна водянистая диарея и выраженное обезвоживание.

Энтерогеморрагические кишечные палочки вызывают диарею с примесью крови (геморрагический колит), гемолитико — уремический синдром (гемолитическая анемия в сочетании с почечной недостаточностью). Наиболее частый серотип энтерогеморрагических кишечных палочек — О157: Н7.

Энтероадгезивные E.coli не образуют цитотоксины, слабо изучены.

Род Shigella.

Роль факторов адгезии и колонизации выполняют пили, белки наружной мембраны, ЛПС, ферменты — нейраминидаза, муциназа, гиалуронидаза (разрушают слизь).

Шигеллы имеют целый ряд факторов инвазии и устойчивости к действию механизмов защиты (К- антиген, ЛПС и др.), контролизуемых хромосомными генами шигелл и плазмидами.

Шигеллы имеют различные токсины. Они имеют эндотоксин и шигаподобные цитотоксины (SLT-1, SLT-2). Цитотоксины обусловливают разрушение клеток, энтеротоксин — диарею, эндотоксин — общую интоксикацию. Токсин Шига вызывает нарушение синтеза белка, всасывания ионов натрия и воды, приток жидкости в очаг воспаления.

Наиболее типичные признаки дизентерии — понос, тенезмы (болезненные спазмы прямой кишки) и частые позывы, общая интоксикация. Характер стула определяется степенью поражения толстого кишечника.

Постинфекционный иммунитет — прочный, типоспецифический.

Для серологической диагностики используют РПГА с групповыми эритроцитарными диагностикумами.

Лекция № 15. Эшерихии и шигеллы

Лекция №15. Эшерихии и шигеллы.

Род Escherichia.

Основные факторы патогенности диареегенных E.coli.

3. Эндотоксин (липополисахарид).

4. Для патогенных кишечных палочек характерна выработка бактериоцинов (колицинов).

Энтероадгезивные E.coli не образуют цитотоксины, слабо изучены.

Род Shigella.

Постинфекционный иммунитет — прочный, типоспецифический.

Для серологической диагностики используют РПГА с групповыми эритроцитарными диагностикумами.

Микробиология

Кишечная палочка (Escherihia coli) впервые была выделена из испражнений человека Эшерихом в 1885 г. Встречается много разновидностей кишечных палочек, которые объединены в один род Escherichia. Они являются сапрофитами кишечника человека и животных. Обнаружение их во внешней среде указывает на ее фекальное загрязнение, поэтому кишечную палочку относят к санитарно-показательным микроорганизмам.

Морфология и биологические свойства. Е. coli представляют собой короткие полиморфные палочки размером в среднем 0,5—1 мкм. Имеют перитрихиально распложенные жгутики. Встречаются неподвижные штаммы. Спор не образуют, грамотрицательны. Некоторые разновидности образуют капсулу. Факультативные анаэробы, хорошо растут на простых питательных средах при рН 7,2—7,8 и температуре 37°С, но выдерживают довольно значительные колебания этих показателей.

Штамму выделенные из кишечника человека и теплокровных животных, хорошо развиваются при температуре 43—45°С, что используют при выращивании посевов. При росте в жидких средах Е. coli дают диффузное помутнение и осадок. На плотных питательных средах колонии средней величины (2—4 мм), круглые, слегка выпуклые, мутные, с гладкой, блестящей поверхностью. На дифференциально-диагностических средах (Эндо, Левина) колонии окрашены в цвет индикаторной краски, входящей в состав среды. На среде Эндо колонии кишечной палочки малиново-красного цвета с металлическим блеском, на среде Левина — сине-фиолетовые.

Ферментируют с образованием кислоты и газа лактозу, глюкозу, маннит, мальтозу, сахарозу и другие углеводы. Большая часть культур образует индол и сероводород; желатин не разжижают. Встречаются варианты, не разлагающие лактозу и сахарозу.

Эшерихии синтезируют эндо- и экзотоксины. Эндотоксин является «полным» О-антигеном: термостабилен, оказывает энтеропатогениое действие. Экзотоксины кишечных палочек термолабильны, легко разрушаются при доступе воздуха, обладают нейротропным и энтеротропным свойствами.

Устойчивость. Кишечные палочки хорошо сохраняются во внешней среде. В воде и почве они месяцами остаются жизнеспособными. При температуре 60°С погибают в течение 15 мин; 1% раствор карболовой кислоты и 3— 5% раствор хлорамина убивают их через 10—15 мин, а раствор сулемы 1 : 1000 — через 2 мин.

Антигенная структура. У эшерихий обнаружено несколько видов антигенов. Основное значение имеют три антигенных комплекса:

1) соматический О-антиген;

2) поверхностный оболочечный (капсульный) К-антиген;

3) жгутиковый Н-антиген. О-антиген представляет липополисахаридно-протеиновый комплекс. Известны 164 серологические группы кишечных палочек, отличающиеся по О-антигену. К-антигены полисахаридной природы. Они неоднородны по структуре: различают L-, Б-, Vi- (тер-молабильные) и А-, М- (термостабильные) антигены. К-антигены препятствуют О-агглютинации живых культур кишечной палочки с О-сыворотками. К настоящему времени насчитывают 76 типов К-антигена. Н-антиген, содержащийся в жгутиках,— протеин, термолабилен. Известно 56 типов Н-антигена. У кишечных палочек имеются антигены, общие с шигеллами и сальмонеллами.

У энтеропатогенных типов эшерихий выявлено 50 фаготипов.

У эшерихий обнаружены различные внехромосомные наследственные факторы. К ним относятся колицины, факторы множественной лекарственной устойчивости, половой F-фактор, различные умеренные фаги и другие плазмиды. Колицины являются особыми белковыми веществами, которые впервые нашел у кишечной палочки в 1925 г. Грациа. Они вызывают гибель родственных бактерий — некоторых штаммов Е. coli и дизентерийных бактерий. Колицины выделяют только отдельные клетки одной культуры. Эти клетки называются колициногенными. Кишечные палочки выделяют разные типы колицинов. Определение типа колицина позволяет дифференцировать различные штаммы кишечных палочек, что имеет значение при эпидемиологическом анализе заболеваний, вызванных этими возбудителями.

За последние два десятилетия было установлено, что ряд свойств эшерихий (способность к синтезу L-гемолизина, экзотоксинов, некоторых поверхностных соматических К-антигенов, синтез энтеротоксйна некоторыми штаммами кишечных палочек и др.) контролируется внехромосомными генетическими факторами — плазмидами.

Патогенность для животных. Некоторые серотипы эшерихий вызывают у телят тяжелые заболевания желудочно-кишечного тракта, сопровождающиеся поносом. Из лабораторных животных чувствительны морские свинки, кролики, белые мыши. Внутривенное или внутрибрюшинное введение им культуры кишечной палочки вызывает перитонит и сепсис. При подкожном введении на месте инъекции возникают воспаление и абсцесс.

Роль в физиологии и патологии человека. Эшерихии являются условно-патогенными микроорганизмами. Как сапрофиты они постоянно встречаются в толстом кишечнике человека и играют положительную роль, принимая участие в синтезе витаминов К, группы В и других веществ. Они обладают антагонистическими свойствами по отношению к возбудителям дизентерии, брюшного тифа и различным гнилостным микробам кишечника. Эта их способность подавлять рост патогенных микробов семейства кишечных бактерий была использована для приготовления лечебных и профилактических препаратов при соответствующих кишечных инфекциях (например, колибактёрин Перетца). Отсутствие кишечной палочки в толстом кишечнике приводит к тяжелому дисбактериозу. Вместе с тем при определенных условиях (ослабление защитных сил организма) кишечная палочка проникает в различные органы и ткани, вызывая гнойно-воспалительные заболевания: перитонит, пиелит, цистит, холецистит, отит, эндометрит и др. У маленьких детей кишечная палочка при снижении сопротивляемости может из толстого кишечника поступать в тонкий, вызывая тяжелую интоксикацию. Попадая в кровь (во время операций и родов) из пораженных органов и тканей, она может быть причиной тяжелого сепсиса. Механизм возникновения такого рода заболеваний эндогенный, они не передаются от больного человека здоровому.

Попадая в пищевые продукты и размножаясь в них, эти бактерии могут быть причиной пищевой токсикоинфекции.

Существуют патогенные серотипы кишечных палочек (так называемые энтеропатогенные кишечные палочки), которые вызывают различные кишечные заболевания у детей и взрослых. Заболевания, вызываемые энтеропатогенными кишечными палочками, называются эшерихиозами.

Советские исследователи предложили разделить эшерихиозы на две группы, и в соответствии с этим все энтеропатогенные кишечные палочки отнесены к двум категориям:

I категория — возбудители колиэнтеритов у детей раннего детского возраста. Сюда относятся серотипы 0-111, 0-26, 0-25, 0-55, 0-86 и др.;

II категория —возбудители дизентериеподобных эшерихиозов у детей и взрослых; к их числу относятся серотипы 0-124, 0-143, 0-144 и т. д.

В последние годы было установлено, что некоторые штаммы энтеропатогенных кишечных палочек (например, 0-142, 0-148, 0-6) вырабатывают термостабильный энтеротоксин, сходный с энтеротоксицом холерного вибриона, и вызывают холероподобные заболевания.

Инфекция носит экзогенный характер, передается через грязные руки, предметы обихода, пищевые продукты.

Иммунитет. После перенесенного заболевания нестойкий, малонапряженный, типоспецифический.

Микробиологическая диагностика. При эшерихиозах исследуют испражнения, рвотные массы, у новорожденных и грудных детей — слизь из носоглотки. При пищевых токсикоийфекциях исследуют подозрительные пищевые продукты. Материалы засевают на дифференциально-диагностические среды Эидо, Левина и др. Дальнейшему изучению подвергают колонии — красные с металлическим блеском на среде Эндо и сине-фиолетовые на среде Левина. Для определения серотипа ставят реакцию ориентировочной агглютинации на стекле с поливалентными ОК-сыворотками снимая для этого часть колонии. Оставшуюся часть колонии, дающей агглютинацию, пересевают на скошенный агар и «пестрый ряд» Гисса или на среду Ресселя.

На следующие сутки учитывают результаты ферментации углеводов в средах Гисса. Для установления серологической группы ставят реакцию агглютинации на стекле с каждой типовой ОК-сывороткой, входящей в состав поливалентной ОК-сыворотки. Окончательную идентификацию выделенной культуры проводят в развернутой реакции агглютинации с типовой ОК-сывороткой, которая агглютинировала культуру на стекле. При определении К-антигена в реакции агглютинации используют живую культуру, а для определения О-антигена культуру кипятят в течение 1 ч с целью инактивации К-антигена, который обусловливает феномен О-инагглютинабельности (подавление О-агглютинабельности). Положительный ответ выдают в том случае, если выделенная культура дает агглютинацию до предельного разведения сыворотки, но не ниже чем до 3/4 титра, указанного на этикетке.

При подозрении на сепсис засевают 5—10 мл крови в 50—100 мл желчного бульона. После инкубации в термостате при 37°С в течение суток производят высев на дифференциально-диагностические среды.

Кишечная палочка является санитарно-показательным микроорганизмом, указывающим на фекальное загрязнение, поэтому в целях санитарно-бактериологического контроля исследуют воду, пищевые продукты, смывы с предметов обихода на наличие разделяют коли-титр и коли-индекс. Коли — титр — наименьшее количество исследуемого материала в миллилитрах или граммах, в котором обнашивают кишечную палочку. Коли-индекс — количество особей кишечной палочки, обнаруженное в 1 л кости или в 1 г плотного вещества. Профилактика и лечение. Профилактические мероприятия заключаются в соблюдении санитарно-гигиенического режима и правил личной гигиены. Специфическую профилактику не проводят. Для лечения назначают левомицетин, неомицин и другие антибиотики. При хронической инфекции применяют териофаги и аутовакцину. При кишечном дисбактериозе используют колибактерин, приготовленный из живой культуры штамма кишечной палочки М-17, бификол (смесь бактерий бифидум и штамма М-17 кишечной палочки), бифидум-бактерин и лактобактерин (молочные бактерии).

эшерихии.шигеллы

Шигеллы в микроскопическом препарате стула больного бактериальной дизентерией

Шигеллы (лат. shigella) — род грамотрицательных, факультативно анаэробных бактерий, являющихся возбудителями дизентерии.

Классификация шигелл

Род шигеллы (лат. shigella) входит в семейство энтеробактерии (лат. enterobacteriaceae), порядок энтеробактерии (лат. enterobacteriales), класс гамма-протеобактерии (лат. γ proteobacteria), тип протеобактерии (лат. proteobacteria), царство бактерии.

В род шигеллы входит 4 вида, соответствующие четырем серогруппам:

шигелла дизентерии (shigella dysenteriae), серогруппа А, включает 12 серотипов

шигелла Флекснера (shigella flexneri), серогруппа B — 6 серотипов

шигелла Бойда (лат. shigella boydii), серогруппа C — 23 серотипа

шигелла Зонне (shigella sonnei), серогруппа D — 1 серотип

Шигеллы. Общие сведения

Шигеллы имеют вид палочек без жгутиков, с закругленными концами размером 2–3 на 0,5–0,7 мкм. Не образуют спор и капсул. Шигеллы плохоустойчивы к воздействию физических, химических и биологических факторов окружающей среды. В воде, почве, пищевых продуктах, на предметах, посуде, овощах, фруктах шигеллы живут в течение 5–14 дней. При температуре 60 °С шигеллы гибнут через 10–20 минут, при 100 °С — мгновенно. Прямой солнечный свет убивают шигелл в течение 30 минут. При отсутствии солнечного света, повышенной влажности и умеренной температуре шигеллы сохраняют жизнеспособность в почве до 3 месяцев. В желудочном соке шигеллы могут выживать лишь несколько минут. В пробах кала шигеллы погибают от действия кислой реакции среды и бактерий-антагонистов через 6–10 часов. В высушенном или замороженном кале шигеллы жизнеспособны в течение нескольких месяцев.

Наиболее устойчивым к внешним воздействиям является вид шигелл shigella sonnei, наименее устойчивым — shigella dysenteriae.

Шигеллы названы в честь японского врача и микробиолога Киёси Шига (или Сига; 1871–1951), выделившего в 1897 году в чистом виде бактерии, относящиеся сегодня к виду shigella dysenteriae.

Шигеллы — возбудители дизентерии Все виды шигелл могут являться возбудителями инфекционного заболевания — бактериальной дизентерии (называемой также шигеллезом), протекающего с явлениями интоксикации и преимущественным поражением дистального отдела толстой кишки. Наиболее благоприятные условия для развития шигелл — в поперечной ободочной и нисходящей ободочной кишках.

Заражение происходит фекально-оральным или контактно-бытовым путем, через воду и пищевые продукты. Переносчиками шигеллеза могут быть мухи и тараканы.

Шигеллез характеризуется постоянными тупыми болями по всему животу, которые позже становятся острыми схваткообразными, локализованными в нижней части живота, чаще слева или над лобком. Во время акта дефекации тянущие боли в области прямой кишки, отдающие в крестец. Первоначально частые дефекации — до 10–25 в сутки, в основном из слизи с включениями крови, а в более поздний период и примеси гноя. Часты ложные позывы на дефекацию — тенезмы.

Бактериальная дизентерия (шигеллез) имеет инкубационный период от нескольких часов до 7 дней, чаще всего протекает остро и проявляется недомоганием, ознобом, головной болью, лихорадкой, судорогами, однократной или многократной рвотой. У больного повышается температура. Одновременно или несколько позже появляются боли в животе. Полное выздоровление наступает через 2–3 недели. У некоторых больных дизентерия переходит в хроническую форму.

В США шигелла является третьей (после сальмонеллы и кампилобактера) по количеству заболевших и госпитализированных причиной пищевых интоксикаций. В 2010 году всего в США было зарегистрировано 1 780 случаев шигеллезов. 333 заболевших было госпитализировано. Однако шигеллезов с летальным исходом, в отличие от ряда других пищевых инфекций, зарегистрировано не было.

Для лечения шигеллёзной дизентерии ВОЗ рекомендует («Лечение диареи». 2006):

в качестве антибиотика выбора — ципрофлоксацин по 500 мг два раза в день для взрослых, по 15 мг на кг веса два раза в день для детей, принимать в течение трёх суток

в качестве альтернативных антибактериальных средств:

пивмециллинам по 400 мг 4 раза в день для взрослых, по 20 мг на кг веса два раза в день для детей, принимать в течение пяти суток или

цефтриаксон — у детей 50-100 мг на кг веса внутримышечно в течение 2-5 дней

учитывать при выборе антибиотика результаты исследования лекарственной чувствительности штаммов Shigella, изолированных за последнее время в конкретной территории.

Антибиотики, активные в отношении шигелл Антибактериальные средства (из имеющих описание в данном справочнике), активные в отношении шигелл: рифаксимин, фуразолидон, нифуроксазид, ципрофлоксацин. Джозамицин активен в отношении некоторых видов шигелл. Нифурател активен в отношении shigella flexneri и shigella sonnei.

Шигеллы (лат. Shigella) — род грамотрицательных палочковидных бактерий, не образующих спор. По происхождению близки к Escherichia coli и Salmonella. Для человека и приматов являются возбудителями болезней из группы шигеллёзов[1].

Подразделяются на четыре серогруппы

Серогруппа A: S. dysenteriae (15 серотипов (1-й серотип продуцирует Шига-токсин))

Серогруппа B: S. flexneri (8 серотипов и 9 подтипов)

Серогруппа C: S. boydii (19 серотипов)

Серогруппа D: S. sonnei (1 серотип)

Бактерии рода Shigella вызывают у человека целый ряд кишечных инфекционных заболеваний, объединяемых общим названием шигеллез (шигеллёз). Не менее распространенным термином для этих заболевания является «бактериальная дизентерия» или просто дизентерия.

Болезнь возникает, когда бактерии рода Shigella попадают в организм человека, проникают в кишечный тракт, где прикрепляются к эпителию дистального отдела толстой кишки, после чего начинают интенсивно размножаться. Это приводит, с одной стороны, к повреждению тканей кишечника. С другой стороны, бактерии Shigella выделяют эндотоксины, а шигеллы Григорьева-Шига продуцируют экзотоксин, называемый также шигатоксин (сходный с веротоксином, выделяемым энтерогемморагическими E.coli), что вызывает интоксикацию организма, подчас довольно тяжелую. Дизентерийные токсины действуют на стенки сосудов, центральную нервную систему, периферические нервные ганглии, симпатико-адреналовую систему, печень, органы кровообращения..

Болезнь может протекать в острой и хронической форме. Острая дизентерия характеризуется лихорадкой, болями в животе, поносом с кровью и слизью. Тяжесть течения болезни во многом определяется видом возбудителя. Наиболее тяжелые формы отмечаются при дизентерии, вызванной бактериями Григорьева-Шига и Флекснера. При тяжелых формах дизентерии больные могут даже умереть от инфекционно-токсического шока

Инкубационный период составляет от 1 до 7 дней, чаще 2-3 дня.

Носители и распространение Шигеллезы относятся к числу широко распространенных инфекционных болезней, составляющих значительную часть острых кишечных инфекций во всем мире. По данным FDA (U.S. Food & Drug Administration) — Управления по Пищевым Продуктам и Лекарствам США — каждый год в мире от шигеллеза страдает до 140 миллионов человек. В основном болеют люди в слаборазвитых странах. В этих регионах преобладает дизентерия, вызываемая шигеллой Флекснера, что связано с преимущественно водным и бытовым путем передачи возбудителя в условиях крайне низкого уровня сантарно-коммунального благоустройства. В экономически развитых странах доминирует дизентерия Зонне, для которой характерен пищевой путь передачи в условиях высокого уровня централизации общественного питания и снабжения населения пищевыми продуктами. Уровень заболеваемости в развитых странах гораздо ниже. Так в США заболеваемость шигеллезом не превышает 300 тысяч человек в год (около 10% от всех зарегистрированных кишечных заболеваний). В России в 1997 году число заболеваний шигеллезом не превысило 100 тыс. человек (оценка на основе статьи из журнала «Лечащий врач» №7/99).

Механизм передачи возбудителя заболевания фекально-оральный. Пути передачи — через воду, загрязненную фекальными стоками, пищевой (через загрязненные пищевые продукты, особенно молоко и молочные продукты, также опасны сырые овощи, различные салаты) и бытовой ( грязные руки, посуда, игрушки и др.). Шигеллез довольно легко распространяется при непосредственном контакте с бактерионосителем вследствие крайне низкой инфицирующей дозы (около 10 бактерий достаточно для заражения).

Опасность для человека Шигеллез (бактериальная дизентерия) опасен для всех людей, но особенно ему подвержены пожилые, люди с ослабленным организмом (особенно часто встречается шигеллез у больных СПИДом), а также дети. Причем дизентерия редко поражает детей до 6-ти месяцев, самый «чувствительный» возраст — 2-3 года. Тяжелая форма дизентерии встречается у 3-5% заболевших. Она протекает с высокой лихорадкой или, наоборот, с гипотермией. Отмечаются резкая слабость, адинамия, аппетит полностью отсутствует. Больные заторможены, апатичны, кожа бледная, пульс частый, слабого наполнения. Может развиться картина инфекционного коллапса. Стул до 50 раз в сутки, слизисто-кровянистый.

Летальность от дизентерии при заражении Shigella dysenteriae 1 (шигелла Григорьева-Шига) и Shigella flexneri 2а (дизентерия Флекснера) может составлять до 10-15%.

Патогенные бактерии из рода эшерихий вызывают как диарейные, так и парэнтеральные формы эшерихиозов. В клинике часто встречаются менингиты, пиелиты, отиты, пневмонии, хирургическая раневая инфекция и другие гнойно-воспалительные поражения, вызванные эшерихиями.

Типовой вид — E.coli. По наличию 0 и К-антигенов этот вид подразделяют на серогруппы и далее, на множество сероваров, отличающихся по Н-антигену. Номенклатура эшерихий ведется по антигенным формулам с обозначением порядковых номеров 0-,К- и Н-антигенов. Например, E.coli 0124,К72 (В17),Н-.

Эшерихии являются короткими полиморфными грамотрицательными палочками, не образующими спор. Многие серовары имеют микрокапсулу и пили(адгезивные и половые) и обладают подвижностью. По морфологическим, ферментативным и культуральным свойствам патогенные и непатогенные разновидности эшерихий не отличаются друг от друга. Причем эшерихии разных сероваров могут обладать одинаковыми и неодинаковыми биологическими свойствами. На средах дают рост чаще всего в виде S-форм, реже шероховатых (R) форм. Лактозонегативные эшерихии на дифференциально-элективных средах для выделения (изоляции) энтеробактерий образуют колонии сходные с колониями шигелл.

Эшерихии катаболизируют углеводы (с газом или без него). Многие реакции вариабельны. Бактерии этого рода не гидролизуют желатину, не проявляют уреазную и липазную активность, не утилизируют цитрат и малонат Na. Обычно растут на ацетатной среде, декарбоксилируют лизин, дают положительную реакцию с метил-рот и отрицательную на ацетоин. Эшерихии не образуют сероводород. Хотя описаны случаи выделения E.coli h3S+ от человека,домашних животных и из обьектов внешней среды (цит.по Заславскому Б.А.и др.,1986).

Многие серовары продуцируют индол. Наиболее информативными тестами для отнесения культуры к роду Escherichia служат: цитрат Симмонса, мочевина, малонат, ацетат натрия, продукция сероводорода, фенилаланиновый тест, декарбоксилирование лизина и подвижность.

E.coli и все шигеллы составляют один геновид, в котором шигеллы образуют биогруппу метаболически неактивных, неподвижных микроорганизмов. Метаболически неактивные штаммы E.coli трудно отличимы от шигелл.

Особенно это относится к биогруппе, состоящей из лактозонегативных, неподвижных и необразующих газ при сбраживании углеводов эшерихий. Другая биогруппа характеризуется отсутствием активных лизин-, аргинин и орнитин-декарбоксилаз.

Есть также штаммы, показывающие нетипичные реакции в различных тестах (цитрат, адонит, инозит, индол и другие). Поэтому рекомендуется при идентификации определять весь биохимический профиль, а не только «ключевые» тесты.

Таблица 12 . Отличительные признаки бактерий рода Escherichia

Антигенная структура эшерихий весьма сложная. Для практических целей (построение антигенно-диагностических схем, серологическая идентификация) наиболее важны 0-Н- и К- антигены. У слизистых форм эшерихий обнаруживается термолабильный М-антиген, сходный с М-антигеном сальмонелл. Он препятствует агглютинабельности в ОК-сыворотках. Некоторые фимбриальные антигены эшерихий являются родственными соответствующим антигенам шигелл(вида Флекснера), с этим связана частая агглютинабельность эшерихий в шигеллезных сыворотках.

Эшерихиозный 0- антиген является специфическим липополисахаридопротеиновым комплексом. Поэтому антигену выделяют 173 0- серогруппы. 0- антигены варьируют по составу моносахаров и структур. Для приготовления антигена при постановке реакции 0- агглютинации культуру прогревают при 1000С в течение часа. В пределах серологической группы выявлен факторный состав 0- антигенов: общий фактор обозначают символом «а», дополнительные -«в», «с» и т.д. Например, E.coli О112 ав и О112 ас. Эшерихии имеют родственные связи с другими родами бактерий, в частности с шигеллами, сальмонеллами, клебсиеллами. Например, О1-антиген эшерихий идентичен О-антигену шигелл Флекснера сероваров 1,4,2 и 4а, а также серовару 1 S.dysenteriae и серовару О-42 сальмонелл.

Полиагглютинабельность прогретых культур эшерихий в О- сыворотках может быть связано также со случайным присутствием в сыворотке антител к изученным штаммам. Поэтому в диагностике нельзя применять нативные сыворотки, а необходимы очищенные от агглютининов к гетерологичным группам эшерихий. При серологической идентификации следует иметь ввиду, что у штаммов, содержащих К-антиген, О-агглютинабельность проявляется только после прогревания, разрушающего поверхностные антигены. При работе с К(+)-формами (L и B) бактерии кипятят в течение часа.

Если культура сохраняет О-инагглютинабельность, то можно предположить наличие у нее А-антигена. Для его разрушения культуру автоклавируют при 1200 в течение 2 часов. Для О-агглютинации К(-) форм используют живые либо убитые нагреванием, формалином бактерии.

Термин К-антиген обьединяет разные по своим свойствам поверхностные, оболочечные (микрокапсулы) и истинно капсульные антигены. Антиген А является истинно капсульным антигеном. Он термостабилен, прогревание при 1000, обработка формалином и 50% спиртом не изменяет его свойства. Штаммы с А-антигеном высокоустойчивы к фагоцитозу, бактериолизу, не имеют гемолизинов и обычно являются менее патогенными. Они образуют колонии интенсивно мутные, крупнее по размеру,чем А(-) формы и напоминающие слизистые варианты.

L-антиген разрушается при нагревании до 1000С в течение 1 часа. Наличие его чаще всего (80%) является причиной О-инагглютинабельности эшерихий.Он защищает клетки от фагоцитоза и бактериолиза. Штаммы, имеющие его, часто обладают гемолитическими и дерматонекротическими свойствами. Такие эшерихии считаются более патогенными, чем штаммы с А-антигеном.

В-антиген по термолабильности занимает промежуточное положение. Он относится к оболочечным или поверхностным соматическим антигенам. Этот антиген утрачивает агглютинабельность при 1000С (1 час), а после кипячения в течение 2,5 часов утрачивает также и антигенные свойства, сохраняя антителосвязывающую способность.

К-антигены каждого типа серологически неоднородны. Они объединяют около 100 серологически разных поверхностных антигенов, которые обусловливают О-инагглютинабельность культур и особенности серологической идентификации эшерихий:34 L-антигена, 32 В-антигена, 28 А-антигенов. Основными критериями наличия К-антигенов является О-инагглютинабельность живых культур(в гладкой форме) и их агглютинация в К — или ОК- сыворотках.

Существует мнение, что в патогенности эшерихий заметную роль играет химическая природа их поверхности. Кислые капсульные полисахариды создают отрицательный заряд, что может иметь значение для пенетрации тканей эшерихиями.

Антиген Н имеет белковую природу. Известно 53 серологических разновидностей его (номера с 1 по 56). В одноименных ОК- и О-группах эшерихий встречаются штаммы с разными Н-антигенами, что позволяет дифференцировать их на серовары. Идентификацию Н-антигена проводят методом иммобилизации в полужидком агаре специальными сыворотками, либо агглютинационным методом в пробирках или на стекле с использованием 5-7 часовой бульонной формалинизированной (0,5%) культуры, смешивая ее в равных объемах с сывороткой.

Используя коммерческие препараты ,выпускаемые в нашей стране, можно идентифицировать 23 серологические разновидности ОК-групп эшерихий. Остальные (более 100) остаются вне диагностических возможностей практических лабораторий.

рассмотрим основные биологические группы эшерихий, выделяемые в настоящее время. Они отличаются наличием особых факторов патогенности и формами вызываемых заболеваний.

А) Эшерихии — представители нормальной микрофлоры. Эта группа весьма неоднородна по своим свойствам, входит в состав микробиоценозов различных областей макроорганизма.

Б) Эшерихии — возбудители урогенитальных инфекций. Они имеют чаще всего антиген К1 и принадлежат к серогруппам 01, 02, 04, 06, 07, 08, 09, 011, 018 и др.

В) Эшерихии — возбудители ГВП разной локализации (отитов, маститов, коньюнктивитов, абсцессов и т.д.).

Г) Эшерихии — возбудители генерализованных форм (менингиты, септицемии).Чаще всего они являются эндогенными штаммами и вызывают генерализацию инфекционного процесса на фоне резкого снижения иммунобиологического статуса организма и относятся к серогруппам 01, 02, 04, 06, 025, 075 и др.

Д) Эшерихии — возбудители кишечных диарейных инфекций. Они включают несколько групп.

1. Энтеропатогенные эшерихии (EPEC)- возбудители колиэнтеритов у детей раннего возраста (первых 2-х лет жизни). Это группа, как правило, не опасна для взрослых.Сюда относят серогруппы: 020, 0111, 0125, 018, 026, 028, 033, 055, 0119, 0142, О18а,с и др. По данным Номенклатурного комитета при выделении у детей до 1 года EPEC означает безусловно этиологическую роль их, а у детей в возрасте от 1 года до 1 года 11 месяцев 21 дня возможно носительство. На вспышках,вызванных EPEC, источником чаще всего являются взрослые носители,поэтому на EPEC обязательно обследуют лиц,поступающих на работу в детские молочные кухни. Большинство EPEC лактозо- и сахарозопозитивны. Идентификацию осуществляют серологическим методом по выявлению О- и К-антигенов. Показано, что для наиболее патогенных штаммов характерно наличие определенных Н-антигенов: для О119 — Н6, О18 а, с — Н7, О142 — Н6 и т.д. Отмечается взаимосвязь наличия Н-антигена и определенного биохимического признака, например, EPEC О111:Н2 — сахарозопозитивны, а О111:Н12 — сахарозонегативны.

Патогенез диарей, вызванных EPEC, обусловлен адгезией их к кишечному эпителию и повреждением ворсинок. Бактерии экспрессируют ген еае, обусловливающий выделение продуктов, изменяющих архитектуру слизистой кишечника. В результате массивной колонизации развивается воспалительная реакция .

2. Энтероинвазивные эшерихии (EIEC) — это гибриды шигелл и эшерихий. От первых они получили способность к внутриклеточному паразитированию (за счет наличия большой плазмиды, кодирующей синтез определенных поверхностных белков), многие общие 0-антигены, некоторые биохимические характеристики (лактозонегативность). Они часто неподвижны, лактозонегативны ( в первые сутки) , не растут на ацетатной среде. Патогенность их ниже, чем у шигелл, инфицирующая доза обычно более 106, поэтому механизм передачи нередко пищевой. Они вызывают дизентериеподобные заболевания. Сюда относятся 0-группы: 025, 028 а, с, 032, 0112 а, с, О124 , 0129, 0135, 0136, О144 ,О151, О164 и другие. EIEC О151 и О164 не имеют К-антигенов.

3. Энтеротоксигенные эшерихии (ETEC) — возбудители холероподобных заболеваний. Чаще всего это серогруппы 06, 08, 015, 027 ,025, 0153, 0159 и другие. Биохимически они не отличаются от других эшерихий, в основном — лактозопозитивны. Они несут плазмиды токсигенности, которые трансмиссивны и не имеют твердой связи с серогруппой. Причем, существуют штаммы, продуцирующие стабильный к нагреванию токсин (ST) и лабильный токсин (LT), близкий к холерогену, или одновременно ST/LT. Многие ETEC имеют такие факторы колонизации — пили двух типов: CFA 1 и CFA 2. Синтез этих факторов детерминирован нетрансмиссивной плазмидой. По данным отечественных и зарубежных авторов более половины штаммов циркулирующих ETEC характеризуются множественной лекарственной устойчивостью, связанной с наличием плазмид .Среди ETEC широко распространены штаммы, имеющие колициногенные и гемолитические свойства, детерминируемые соответственно плазмидами Col и Hly.

Эти эшерихии способны вызывать заболевания 4 типов во всех возрастных группах: 1)в слаборазвитых странах — гастроэнтериты детей младшего возраста, 2) в развитых странах — «диарея путешественников», 3) диареи военнослужащих во время боевых действий в районах с жарким климатом (например, войны в Персидском заливе), 4) гастроэнтериты (по типу пищевых токсикоинфекций) в развитых странах (Европа, США).

Склонность к генерализации не высока. В этой группе есть внутрибольничный штамм — О1. Дифференцировать ЕТЕС очень трудно.

4. Энтерогеморрагические эшерихии (ЕНЕС) — возбудители геморрагического колита и гематурии. Выделены впервые в Канаде (1982) при вспышке в доме престарелых (летальность более 18%). Была идентифицирована E.coli 0157:Н7. У этого штамма был обнаружен токсин, близкий к токсину S.dysenteriae 1. EHEC выделяют также цитотоксин , вызывающий гибель клеток HeLa и Vero in vitro. В дальнейшем были обнаружены и другие серогруппы эшерихий (026),вызывающие геморрагический колит и гематурию (размножаются в эпителии мочевого пузыря). Группы риска — дети до 1 года и лица старше 60 лет. Вспышки зарегистрированы в Японии, США, Канаде. При геморрагических колитах эти эшерихии выделялись в 7-34%. Возбудители характеризуются лактозопозитивностью, не способны расщеплять сорбит, подвижны.

5. Энтероадгезивные эшерихии (EAEC) — возбудители банальных диарей. Впервые выделены в 1985 году при диареях неясной этиологии, при отсутствии эшерихий вышеназванных 4-х групп. Они получили свое название за счет способности адгезировать к клеткам Hep 2 in vitro , обусловленной свойством агрегироваться на поверхности клеточных слоев. Другие факторы патогенности пока не известны. Группа выделена временно.

Escherichia coli

Escherichia coli (кишечные палочки) — грам-отрицательные палочковидные бактерии, принадлежат к семейству Enterobacteriaceae, род Escherichia (эшерихия), короткие (длина 1-3 мкм, ширина – 0,5-0,8 мкм), полиморфные подвижные и неподвижные, спор не образуют. Впервые были открыты немецким ученым Эшерихом (T. Escherich) в 1885 году. E. coli были выделены из остатков жизнедеятельности человека. E. coli является естественных обитателем толстого отдела кишечника многих млекопитающих, в частности приматов и человека. К бактериям группы кишечных палочек относят роды Escherichia (типичный представитель Е. coli), Citrobacter (типичный представитель Citr. coli citrovorum), Enterobacter (типичный представитель Ent. aerogenes), которые объединены в одно семейство Enterobacteriaceae благодаря общности морфологических и культуральных свойств.

В организме человека E.coli подавляет рост патогенных бактерий и синтезирует некоторые витамины. Существуют разновидности E.coli, котрые способны вызывать у человека острые кишечные заболевания. Выделяют более 150 типов патогенных (так называемых «энтеровирулентных») палочек E.coli, объединенных в четыре класса: энтеропатогенные (ЭПЭК), энтеротоксигенные (ЭТЭК), энтероинвазивные (ЭИЭК) и энтерогемморагические (ЭГЭК)

Рис. 1 E. coli – электронный микроскоп

Бактерии хорошо растут на простых питательных средах: мясопептонном бульоне (МПБ), мясопептонном агаре (МПА). На МПБ дают обильный рост при значительном помутнении среды; осадок небольшой, сероватого цвета, легкоразбивающийся. Образуют пристеночное кольцо, пленка на поверхности бульона обычно отсутствует. На МПА колонии прозрачные с серовато-голубым отливом, легко сливающиеся между собой. На среде Эндо образуют плоские красные колонии средней величины. Красные колонии могут быть с темным металлическим блеском (Е. coli) или без блеска (E.aerogenes). Для лактозоотрицательных вариантов кишечной палочки (B.paracoli) характерны бесцветные колонии. Им свойственна широкая приспособительная изменчивость, в результате которой возникают разнообразные варианты, что усложняет их классификацию.

Рис. 2 Колонии E. coli на плотной питательной среде

Биохимические свойства

Большинство бактерий группы кишечных палочек (БГКП) не разжижают желатина, свертывают молоко, расщепляют пептоны с образованием аминов, аммиака, сероводорода, обладают высокой ферментативной активностью в отношении лактозы, глюкозы и других сахаров, а также спиртов. Не обладают оксидазной активностью. По способности расщеплять лактозу при температуре 37°С БГКП делят на лактозоотрицательные и лактозоположительные кишечные палочки (ЛКП), или колиформные, которые формируются по международным стандартам. Из группы ЛКП выделяются фекальные кишечные палочки (ФКП), способные ферментировать лактозу при температуре 44,5°С . К ним относится Е. coli, не растущая на цитратной среде.

Устойчивость во внешней среде

Е. coli не устойчивы к высокой температуре. Бактерии группы кишечных палочек обезвреживаются обычными методами пастеризации (65 — 75° С). При 60° С кишечная палочка погибает через 15 минут. 1% раствор фенола вызывает гибель микроба через 5-15 минут, сулема в разведении 1:1000 — через 2 мин., устойчивы к действию многих анилиновых красителей. Сохраняемость кишечной палочки при низких температурах и в различных субстратах внешней среды изучена недостаточно. По некоторым данным в воде и почве кишечная палочка может сохраняться несколько месяцев.

Санитарно-показательное значение Санитарно-показательное значение отдельных родов бактерий группы кишечных палочек неодинаково. Обнаружение бактерий рода Escherichia в пищевых продуктах, воде, почве, на оборудовании свидетельствует о свежем фекальном загрязнении, что имеет большое санитарное и эпидемиологическое значение. Считают, что бактерии родов Citrobacter и Enterobacter являются показателями более давнего (несколько недель) фекального загрязнения и поэтому они имеют меньшее санитарно-показательное значение по сравнению с бактериями рода Escherichia. При длительном применении антибиотиков в кишечнике человека также обнаруживают различные варианты кишечной палочки. Особый интерес представляют лактозоотрицателъные варианты кишечной палочки. Это измененные эшерихии, утратившие способность сбраживать лактозу. Они выделяются при кишечных инфекциях человека (брюшном тифе, дизентерии и др.) в период выздоровления. Наибольшее санитарно-показательное значение имеют кишечные палочки, не растущие на среде Козера (цитратная среда) и ферментирующие углеводы при 43-45°С (E. coli).Они являются показателем свежего фекального загрязнения.

Заболевания, вызываемые у человека E.coli

Кишечные заболевания, вызываемые патогенными E.coli объединяются общим названием эшерихиозы. Используются также термины коли-инфекция, коли-энтерит, диарея путешественников, колибактериоз.

Эшерихиоз относится к острым кишечным заболеваниям (ОКИ) с фекально-оральным механизмом заражения. Каждый из вышеперечисленных классов патогенных E.coli характеризуется определенными различиями в протекании болезни, которая по своим симптомам может напоминать холеру или дизентерию. Инкубационный период длится 3-6 дней (чаще 4-5 дней).

3.Возбудители эшерихиозов. Таксономия. Характеристика. Роль кишечной палочки в норме и патологии. Микробиологическая диагностика эшерихиозов. Лечение.

Эшерихиозы – заболевания, возбудителями которых является Escherichia coli — острые инфек-ные болезни, хар-ся преимущественным поражением пищ-го тракта, возбудителями которых являются диареегенные штаммы Е. coli, и парентеральные эшерихиозы, протекающие с поражением любых органов и вызываемые условно-патогенными штаммами Е. coli. Кишечная палочка была открыта Т. Эшерихом (1885). Значение Е. coli. Кишечная палочка — нормальный представитель микрофлоры толстой кишки; выполняет ряд полезных функций (антагонист патогенных кишечных бактерий, гнилостных бактерий, грибов рода Candida), принимает участие в синтезе Vit группы В, Е, К2, частично расщепляет клетчатку. В толстом киш-ке обитают Е. coli, относящиеся к серогруппам О2, О7, О9 и др. Е. coli широко используется в научных и практических целях, ; являясь универсальной генетической моделью, объектом, широко применяемым в генетической инженерии и биотехнологии; ее также используют как санитарно-показательный м/о для выявлення фекального загрязнения объектов окр.среды. Однако Е. coli может причинить и вред человеку. Условно-патогенные штаммы, обитающие в толстой кишке, при ослаблении им.системы организма могут вызвать различные гнойно-воспал.заболевания за пределами пищ-го тракта: циститы, отиты, менингиты и даже колисепсис. Эти заболевания называют парентеральными эшерихиозами. Существуют также и безусловно патогенные штаммы Е. coli -диареегенные, или энтеропатогенные, кишечные палочки (ЭПКП), которые, попадая в организм извне, вызывают вспышки заболеваний, именуемых энтеральными (кишечными, эпидемическими) эшерихиозами. Представители более чем 80 серогрупп Е. coli являются энтеропатогенными (например, О55; Olll; O15). От ЭПКП чаще страдают грудные дети, у которых им.система еще не сформировалась, не вырабатываются собственные ИГ, защищающие от грамм «-» бактерий, а кислотность желудочного сока низкая. У детей развивается колиэнтерит. Но ЭПКП могут поражать и взрослых, причем эшерихиоз может протекать, например, по типу холеры или дизентерии. Кроме того, Е. coli может быть причиной пищевой токсикоинфекции.

Таксономия. Е. coli – осн.представитель р. Escherichia, сем. Enterobacteriaceae, входящего в отдел Gracilicutes. Е.соlі – мел.грам «-» палочки длиной 2-3 мкм, шириной 0,5-0,7 мкм с закругленными концами, в мазках располагаются беспорядочно; не образуют спор, некоторые штаммы имеют микрокапсулу; перитрихи; кроме жгутиков, иногда обнаруживаются пили.

Культивирование. Киш.пал.- факультативный анаэроб; не требовательна к питательным средам, хорошо растет на простых пит.средах при Т 37ºС и рН среды 7,2.7,4, вызывая диффузное помутнение жидкой среды и образуя обычные колонии на плотных средах. Для диагностики эшерихиозов широко используют дифференциально-диагностические среды Эндо, Левина и др.

Е. coli обладает высокой ферментативной акт-тью. Киш.пал. расщепляет в теч. 24 ч лактозу.

АГ. Кишечная палочка обладает соматическим (О) — 170 вариантов, жгутиковым (Н) -б.50. и пов-м (К) б. 100. Строение О-антигена определяет принадлежность к серогруппе. Штамм, имеющий свой набор АГ, свою АГ формулу, называется серологическим вариантом Е. coli. Н-р, штамм О55:К5:Н21 относится к серогруппе О55.

Факторы патогенности. Е. coli образует эндотоксин, оказывает нейротропное, пирогенное действие. ЭПКП продуцирует экзотоксин, который, адсорбируясь на эпителии тонкой кишки, вызывает гиперсекрецию воды и хлоридов в просвет тонкой кишки и нарушает обратное всасывание натрия, что приводит к усилению перистальтики, поносу и обезвоживанию. У некоторых диареегенных эшерихий, как и у возбудителей дизентерии, обнаружен инвазивный фактор, способствующий проникновению бактерий внутрь клеток. Патогенность ЭПКП также может проявляться в нефротоксическом действии, возникновении геморрагии. К факторам патогенности относятся также пили и белки, способствующие адгезии, и микрокапсула, препятствующая фагоцитозу. Условнопатогенные и диареегенные кишечные палочки отличаются антигенной структурой и набором факторов патогенности.

Эпидемиология Источником -больные люди и животные. Механизм передачи инфекции фекально-оральный, основные пути передачи – пищевой, контактно-бытовой. Заболевание чаще носит характер вспышек.

Патогенез. Входные ворота инфекции – полость рта. Е. coli, попадая в тонкую кишку и обладая тропизмом к клеткам ее эпителия, адсорбируется на них с помощью пилей и белков наружной мембраны. Бактерии размножаются, погибают, освобождая эндотоксин, который усиливает перистальтику кишечника, вызывает диарею, повышение температуры, признаки общей интоксикации. Кроме того, кишечная палочка выделяет экзотоксин, обусловливающий более тяжелую диарею, рвоту и значительное нарушение водно-солевого обмена.

Клиническая картина. Заболевание начинается остро с повышения температуры тела, поноса, рвоты, обезвоживание, могут появиться кровь в испражнениях, признаки поражения почек. Формы энтеральных эшерихиозов могут быть различные – от бессимптомной до токсико-септической. Колиэнтериты являются одной из причин ранней детской смертности. Иммунитет после перенесенного заболевания непрочный и непродолжительный. Микробиологическая диагностика. Основной материал для исследования – испражнения. Диагностика осуществляется с помощью бактериологического метода, при котором не только определяют род и вид выделенной чистой культуры, но и устанавливают принадлежность ее к серогруппе; внутривидовая идентификация заключается в определении серовара; обязательно определение антибиотикограммы. Лечение. Для лечения заболеваний, вызываемых Е. coli, используют антибиотики. Профилактика. Проведение санитарно-гигиенических мероприятий.

№ 2

1.Основные этапы развития микробиологии и иммунологии. Работы Л.Пастера, Р. Коха и их значение для развития микробиологии и иммунологии. 5 этапов: эвристический, морфологический, физиологический, иммунологический и молекулярно-генетический.

Работы Пастера. (1822-1895)-поставил развитие микробиологии на новый путь. По воззрениям того времени брожение считалось чисто химическим процессом . 1)Пастер в своих работах показал, что каждый вид брожения вызывается своими специфическими возбудителями – м/о.; 2) Изучая масляно-кислое брожение он установил, что для бактерий вызывающих это брожение воздух вреден и открыл новый тип жизни анаэробиоз.;3)доказал невозможность самозарождения жизни.; 4)изучал инф.заболевания (сибирскую язву) и предложил метод предохранительных прививок как способ борьбы с инфекциями. Сделал первый шаг к зарождению иммунологии. В 1888г. В Париже на средства собранные по подписке был построен институт микробиологии.;5)Пастеризация.

Роберт Кох (1843-1910) —1)Окончательно доказал, что заразные болезни вызываются болезнетворными бактериями. Указал приемы борьбы с распространением инфекционных заболеваний – дезинфекция. 2) Ввел в практику микробиологических исследованный использование твердых питательных сред для получения чистых культур. 3) Открыл возбудителей сибирской язвы (1877г.), туберкулеза (1882г.), холеры(1883г.).

Лекция № 15. Эшерихии и шигеллы

Методические указания к практической работе

Практическая работа

Ферментативные свойства кишечной палочки

Лекция7(эшерихии и шигеллы)

Лекция № 15. Эшерихии и шигеллы

Микробиология

эшерихии.шигеллы

3.Возбудители эшерихиозов. Таксономия. Характеристика. Роль кишечной палочки в норме и патологии. Микробиологическая диагностика эшерихиозов. Лечение.

Добавить комментарий Отменить ответ