Shigellae

Дизентерията е инфекциозно заболяване, характеризиращо се с обща интоксикация на организма, диария и специфично увреждане на лигавицата на дебелото черво. Тя е едно от най-често срещаните остри чревни заболявания в света. Дизентерията е известна от древни времена под името „кървава диария“, но нейната природа се оказва различна. През 1875 г. руският учен Ф. А. Леш изолира амебата Entamoeba histolytica от пациент с кървава диария, като в следващите 15 години се установява самостоятелността на това заболяване, за което се запазва името амебиаза.

Причинителите на дизентерия са голяма група биологично сходни бактерии, обединени в рода Shigella. Причинителят е открит за първи път през 1888 г. от А. Шантемес и Ф. Видал; през 1891 г. е описан от А. В. Григориев, а през 1898 г. К. Шига, използвайки серум, получен от пациент, идентифицира причинителя при 34 пациенти с дизентерия, като окончателно доказва етиологичната роля на тази бактерия. В следващите години обаче са открити и други причинители на дизентерия: през 1900 г. - от С. Флекснер, през 1915 г. - от К. Зоне, през 1917 г. - от К. Щутцер и К. Шмиц, през 1932 г. - от Дж. Бойд, през 1934 г. - от Д. Лардж, през 1943 г. - от А. Сакс.

В момента родът Shigella включва повече от 40 серотипа. Всички те са къси, неподвижни, грам-отрицателни пръчици, които не образуват спори или капсули и растат добре върху обикновени хранителни среди, не растат върху гладуваща среда с цитрат или малонат като единствен източник на въглерод; не образуват H2S, нямат уреаза; реакцията на Voges-Proskauer е отрицателна; ферментират глюкоза и някои други въглехидрати, за да образуват киселина без газ (с изключение на някои биотипове на Shigella flexneri: S. manchester и S. newcastle); като правило не ферментират лактоза (с изключение на Shigella Sonnei), адонитол, салицин и инозитол, не втечняват желатин, обикновено образуват каталаза, нямат лизиндекарбоксилаза и фенилаланин деаминаза. Съдържанието на G+C в ДНК е 49-53 mol%. Шигелите са факултативни анаероби, оптималната температура за растеж е 37 °C, не растат при температури над 45 °C, оптималното pH на средата е 6,7-7,2. Колониите върху плътни среди са кръгли, изпъкнали, полупрозрачни, в случай на дисоциация се образуват груби R-форма колонии. Растежът върху MPB е под формата на равномерна мътност, грубите форми образуват утайка. Прясно изолираните култури от Shigella Sonnei обикновено образуват колонии от два вида: малки кръгли изпъкнали (фаза I), големи плоски (фаза II). Характерът на колонията зависи от наличието (фаза I) или отсъствието (фаза II) на плазмид с mm 120 MD, който определя и вирулентността на Shigella Sonnei.

Международната класификация на шигелите се основава на техните биохимични характеристики (манитол-неферментиращи, манитол-ферментиращи, бавно лактозо-ферментиращи шигели) и особеностите на тяхната антигенна структура.

Шигелите имат О-антигени с различна специфичност: общи за семейство Enterobacteriaceae, родови, видови, групови и типово-специфични, както и К-антигени; те нямат Н-антигени.

Класификацията взема предвид само групови и типово-специфични О-антигени. Според тези характеристики родът Shigella е разделен на 4 подгрупи или 4 вида и включва 44 серотипа. Подгрупа А (вид Shigella dysenteriae) включва шигелите, които не ферментират манитол. Видът включва 12 серотипа (1-12). Всеки серотип има свой специфичен типов антиген; антигенните връзки между серотиповете, както и с други видове шигела, са слабо изразени. Подгрупа Б (вид Shigella flexneri) включва шигелите, които обикновено ферментират манитол. Шигелите от този вид са серологично свързани помежду си: те съдържат типово-специфични антигени (I-VI), чрез които се разделят на серотипове (I-6/') и групови антигени, които се срещат в различен състав във всеки серотип и чрез които серотиповете се разделят на подсеротипове. Освен това, този вид включва два антигенни варианта - X и Y, които нямат типови антигени, различават се по набори от групови антигени. Серотип S.flexneri 6 няма подсеротипове, но се разделя на 3 биохимични типа чрез характеристиките на ферментацията на глюкоза, манитол и дулцитол.

Липополизахаридният антиген О във всички Shigella flexneri съдържа груповия антиген 3, 4 като основна първична структура, синтезът му се контролира от хромозомен ген, локализиран близо до his-локуса. Типоспецифичните антигени I, II, IV, V и груповите антигени 6, 7, 8 са резултат от модификация на антигени 3, 4 (гликозилиране или ацетилиране) и се определят от гените на съответните конвертиращи профаги, чието място за интеграция се намира в lac-pro областта на хромозомата на Shigella.

Новият подсеротип S.flexneri 4 (IV:7, 8), който се появява в страната през 80-те години на миналия век и става широко разпространен, се различава от подсеротиповете 4a (IV;3,4) и 4b (IV:3, 4, 6) и е възникнал от варианта S.flexneri Y (IV:3, 4) в резултат на неговата лизогенизация чрез превръщане на профаги IV и 7, 8.

Подгрупа C (вид Shigella boydix) включва шигелите, които обикновено ферментират манитол. Членовете на групата са серологично различни един от друг. Антигенните връзки в рамките на вида са слаби. Видът включва 18 серотипа (1-18), всеки със свой собствен основен тип антиген.

Подгрупа D (вид Shigella sonnei) включва шигелите, които обикновено ферментират манитол и са способни бавно (след 24 часа инкубация и по-късно) да ферментират лактоза и захароза. Видът S. sonnei включва един серотип, но колониите от фази I и II имат свои собствени типово-специфични антигени. Предложени са два метода за вътрешновидова класификация на Shigella sonnei:

• разделяйки ги на 14 биохимични типа и подтипа според способността им да ферментират малтоза, рамноза и ксилоза;
• разделяне на фагови типове въз основа на чувствителността към набор от съответстващи фаги.

Тези методи за типизиране са предимно от епидемиологично значение. Освен това, Shigella Sonnei и Shigella Flexneri се типизират за същата цел чрез способността им да синтезират специфични колицини (генотипизиране на колицини) и чрез чувствителността им към известни колицини (колицинотипизиране). За да се определи вида на колицините, произвеждани от Shigella, J. Abbott и R. Shannon предлагат набори от типични и индикаторни щамове на Shigella, а за да се определи чувствителността на Shigella към известни видове колицини, се използва Наборът от референтни колициногенни щамове на P. Frederick.

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

Резистентност към шигела

Шигелите имат сравнително висока устойчивост на фактори на околната среда. Те оцеляват върху памучен плат и хартия в продължение на 0-36 дни, в изсъхнали екскременти - до 4-5 месеца, в почва - до 3-4 месеца, във вода - от 0,5 до 3 месеца, върху плодове и зеленчуци - до 2 седмици, в мляко и млечни продукти - до няколко седмици; при температура от 60°C умират за 15-20 минути. Чувствителни са към разтвори на хлорамин, активен хлор и други дезинфектанти.

Фактори на патогенност на шигелозата

Най-важното биологично свойство на шигелите, което определя тяхната патогенност, е способността им да проникват в епителните клетки, да се размножават в тях и да причиняват тяхната смърт. Този ефект може да се открие с помощта на кератоконюнктивален тест (въвеждането на една бримка от култура на шигелите (2-3 милиарда бактерии) под долния клепач на морско свинче причинява развитие на серозно-гноен кератоконюнктивит), както и чрез инфектиране на клетъчни култури (цитотоксичен ефект) или пилешки ембриони (тяхната смърт), или интраназално на бели мишки (развитие на пневмония). Основните фактори за патогенност на шигелите могат да бъдат разделени на три групи:

• фактори, определящи взаимодействието с епитела на лигавицата;
• фактори, които осигуряват устойчивост на хуморалните и клетъчните защитни механизми на макроорганизма и способността на шигелите да се размножават в неговите клетки;
• способността за производство на токсини и токсични продукти, които причиняват развитието на самия патологичен процес.

Първата група включва фактори на адхезия и колонизация: тяхната роля се играе от пилуси, протеини на външната мембрана и ЛПС. Адхезията и колонизацията се насърчават от ензими, които разрушават слузта - невраминидаза, хиалуронидаза, муциназа. Втората група включва фактори на инвазия, които насърчават проникването на шигелите в ентероцитите и тяхното размножаване в тях и в макрофагите с едновременно проявление на цитотоксичен и/или ентеротоксичен ефект. Тези свойства се контролират от гените на плазмида с mm 140 MD (той кодира синтеза на протеини на външната мембрана, които причиняват инвазия) и хромозомните гени на шигелите: kcr A (причинява кератоконюнктивит), cyt (отговорен за разрушаването на клетките), както и други гени, които все още не са идентифицирани. Защитата на шигелите от фагоцитоза се осигурява от повърхностния К-антиген, антигени 3,4 и липополизахарид. Освен това, липид А на ендотоксина на шигелите има имуносупресивен ефект: потиска активността на клетките на имунната памет.

Третата група фактори на патогенност включва ендотоксин и два вида екзотоксини, открити в Shigella - Шига и Шига-подобни екзотоксини (SLT-I и SLT-II), чиито цитотоксични свойства са най-силно изразени в S. dysenteriae. Шига и Шига-подобни токсини са открити и в други серотипове на S. dysenteriae; те се произвеждат и от S. flexneri, S. sonnei, S. boydii, EHEC и някои салмонели. Синтезът на тези токсини се контролира от tox гените на конвертиращите фаги. Ентеротоксини от LT тип са открити в Shigella flexneri, sonnei и boydii. Синтезът на LT в тях се контролира от плазмидни гени. Ентеротоксинът стимулира активността на аденилат циклазата и е отговорен за развитието на диария. Шига токсинът, или невротоксин, не реагира с аденилат циклазната система, но има директен цитотоксичен ефект. Шига и Шига-подобните токсини (SLT-I и SLT-II) имат молекулно тегло 70 kDa и се състоят от субединици А и В (последната от 5 еднакви малки субединици). Рецепторът за токсините е гликолипид на клетъчната мембрана. Вирулентността на Shigella sonnei също зависи от плазмид с молекулно тегло 120 MDa. Той контролира синтеза на около 40 полипептида на външната мембрана, седем от които са свързани с вирулентност. Shigella sonnei с този плазмид образуват колонии във фаза I и са вирулентни. Култури, които са загубили плазмида, образуват колонии във фаза II и са лишени от вирулентност. Плазмиди с молекулно тегло 120-140 MDa са открити в Shigella flexneri и Boyd. Липополизахаридът на Shigella е силен ендотоксин.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ]

Постинфекциозен имунитет

Както показват наблюдения върху маймуни, след дизентерия се запазва силен и сравнително дълготраен имунитет. Той се причинява от антимикробни антитела, антитоксини, повишена активност на макрофагите и Т-лимфоцитите. Локалният имунитет на чревната лигавица, медииран от IgA, играе значителна роля. Имунитетът обаче е типоспецифичен и не се наблюдава силен кръстосан имунитет.

Епидемиология на дизентерия

Източник на инфекцията е само човекът. В природата няма животни, страдащи от дизентерия. В експериментални условия дизентерията може да се възпроизведе само при маймуни. Начинът на заразяване е фекално-орален. Пътищата на предаване са воден (преобладаващ за Shigella flexneri), хранителен, като млякото и млечните продукти играят особено важна роля (преобладаващият път на заразяване за Shigella sonnei), и контактно-битов, особено за вида S. dysenteriae.

Характерна особеност на епидемиологията на дизентерията е промяната във видовия състав на патогените, както и на биотиповете на Sonne и серотиповете на Flexner в определени региони. Например, до края на 30-те години на миналия век, S. dysenteriae 1 е представлявал 30-40% от всички случаи на дизентерия, след което този серотип започва да се среща все по-рядко и почти изчезва. Въпреки това, през 60-1980-те години, S. dysenteriae се появява отново на историческата арена и причинява серия от епидемии, довели до образуването на три хиперендемични огнища - в Централна Америка, Централна Африка и Южна Азия (Индия, Пакистан, Бангладеш и други страни). Причините за промяната във видовия състав на патогените на дизентерия вероятно са свързани с промени в колективния имунитет и промени в свойствата на дизентерийните бактерии. По-специално, завръщането на S. dysenteriae 1 и широкото му разпространение, което е причинило образуването на хиперендемични огнища на дизентерия, е свързано с придобиването на плазмиди, които са причинили множествена лекарствена резистентност и повишена вирулентност.

[ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ]

Симптоми на дизентерия

Инкубационният период на дизентерията е 2-5 дни, понякога по-малко от ден. Образуването на инфекциозен фокус в лигавицата на низходящото дебело черво (сигмоидно и ректумно), където прониква причинителят на дизентерия, е циклично: адхезия, колонизация, проникване на шигелите в цитоплазмата на ентероцитите, тяхното вътреклетъчно размножаване, разрушаване и отхвърляне на епителни клетки, освобождаване на патогени в чревния лумен; след това започва друг цикъл - адхезия, колонизация и др. Интензивността на циклите зависи от концентрацията на патогени в париеталния слой на лигавицата. В резултат на повтарящите се цикли възпалителният фокус нараства, образуваните язви, съединявайки се, увеличават оголването на чревната стена, в резултат на което в изпражненията се появяват кръв, мукопурулентни бучки, полиморфонуклеарни левкоцити. Цитотоксините (SLT-I и SLT-II) причиняват клетъчно разрушаване, ентеротоксинът - диария, ендотоксините - обща интоксикация. Клиничната картина на дизентерията до голяма степен се определя от вида на екзотоксините, произвеждани от патогена, степента на алергенния му ефект и имунния статус на организма. Много въпроси, свързани с патогенезата на дизентерията, обаче остават неясни, по-специално: особеностите на протичането на дизентерията при деца от първите две години от живота, причините за прехода на острата дизентерия в хронична, значението на сенсибилизацията, механизмът на локалния имунитет на чревната лигавица и др. Най-типичните клинични прояви на дизентерия са диария, чести позиви: в тежки случаи до 50 или повече пъти на ден, тенезми (болезнени спазми на ректума) и обща интоксикация. Характерът на изпражненията се определя от степента на увреждане на дебелото черво. Най-тежката форма на дизентерия се причинява от S. dysenteriae 1, най-леката е дизентерия на Зон.

Лабораторна диагностика на дизентерия

Основният метод е бактериологичен. Материал за изследването са фекалиите. Схемата за изолиране на патогена: засяване върху диференциално-диагностични среди на Ендо и Плоскирев (паралелно върху обогатяващата среда с последващо засяване върху среди на Ендо и Плоскирев) за изолиране на изолирани колонии, получаване на чиста култура, изучаване на нейните биохимични свойства и, като се вземат предвид последните, идентификация с помощта на поливалентни и моновалентни диагностични аглутиниращи серуми. Произвеждат се следните търговски серуми.

За шигелите, които не ферментират манитол:

• към S. dysenteriae 1 и 2 (поливалентен и моновалентен),
• към S. dysenteriae 3-7 (поливалентни и моновалентни),
• към S. dysenteriae 8-12 (поливалентни и моновалентни).

Към Shigella ферментиращ манитол: към типични антигени на S. flexneri I, II, III, IV, V, VI, към групови антигени на S. flexneri 3, 4, 6,7,8 - поливалентни, към антигени на S. boydii 1-18 (поливалентни и моновалентни), към антигени на S. sonnei фаза I, фаза II, към антигени на S. flexneri I-VI + S. sonnei - поливалентни.

За бърза идентификация на Shigella се препоръчва следният метод: подозрителна колония (лактозо-отрицателна върху среда Endo) се посява повторно върху TSI (тройна захарна желязна) среда - тризахарен агар (глюкоза, лактоза, захароза) с желязо за определяне на производството на H2S; или върху среда, съдържаща глюкоза, лактоза, захароза, желязо и урея.

Всеки организъм, който разгражда урея след 4 до 6 часа инкубация, вероятно е Proteus и може да бъде изключен. Организъм, който произвежда H₂S, има уреаза или произвежда киселина върху косата среда (ферментира лактоза или захароза), може да бъде изключен, въпреки че щамове, които произвеждат H₂S, трябва да бъдат изследвани като възможни членове на рода Salmonella. Във всички останали случаи културата, отглеждана върху тези среди, трябва да бъде изследвана и, ако ферментира глюкоза (промяна на цвета в колоната), изолирана в чиста форма. Едновременно с това може да бъде изследвана в тест за аглутинация върху предметно стъкло с подходящи антисеруми към рода Shigella. Ако е необходимо, се провеждат други биохимични тестове, за да се потвърди принадлежността към рода Shigella, като се изследва и подвижността.

Следните методи могат да се използват за откриване на антигени в кръвта (включително в ЦИК), урината и изпражненията: RPGA, RSK, коаглутинационна реакция (в урина и изпражнения), IFM, RAGA (в кръвен серум). Тези методи са високоефективни, специфични и подходящи за ранна диагностика.

За серологична диагностика могат да се използват: РПГА със съответните еритроцитни диагностикуми, имунофлуоресцентен метод (в индиректна модификация), метод на Кумбс (определяне на титъра на непълни антитела). Диагностична стойност има и алергичен тест с дизентерин (разтвор на протеинови фракции на Shigella flexneri и sonnei). Реакцията се отчита след 24 часа. Тя се счита за положителна при наличие на хиперемия и инфилтрат с диаметър 10-20 mm.

Лечение на дизентерия

Основно внимание се обръща на възстановяването на нормалния водно-солев обмен, рационалното хранене, детоксикацията, рационалната антибиотична терапия (като се вземе предвид чувствителността на патогена към антибиотици). Добър ефект се получава от ранното приложение на поливалентен дизентериен бактериофаг, особено таблетки с пектиново покритие, което предпазва фага от действието на HCl стомашния сок; в тънките черва пектинът се разтваря, фагите се освобождават и проявяват своя ефект. За профилактични цели фагът трябва да се прилага поне веднъж на всеки три дни (периодът му на оцеляване в червата).

Специфична превенция на дизентерия

За създаване на изкуствен имунитет срещу дизентерия са използвани различни ваксини: от убити бактерии, химически, алкохолни, но всички те се оказват неефективни и са спрени от производство. Ваксини срещу дизентерия на Флекснер са създадени от живи (мутантни, стрептомицин-зависими) Shigella Flexneri; рибозомни ваксини, но и те не са намерили широко приложение. Следователно, проблемът със специфичната превенция на дизентерията остава нерешен. Основният начин за борба с дизентерията е подобряването на водоснабдителната и канализационната система, осигуряването на строги санитарно-хигиенни условия в хранителните предприятия, особено в млечната промишленост, в детските заведения, обществените места и при поддържане на лична хигиена.