Микробиологическая диагностика бактериальных кишечных инфекций

Характеристика семейства энтеробактерии

Семейство Enterobakteriaceae включает в себя многочисленных представителей, имеющих общее местообитание — кишечник. Энтеробактерии делят на:

1) патогенные (шигеллы, сальмонеллы, эшерихии, иерсинии и др.);

2) условно-патогенные (37 родов).

Все патогенные энтеробактерии могут вызывать у человека острые кишечные инфекции, условно-патогенные — гнойно-вос­палительные заболевания и пищевые токсикоинфекции.

Энтеробактерии— грамотрицательные палочки средней ве­личины с закругленными концами, располагающиеся беспорядоч­но. Одни из них подвижны за счет жгутиков, другие неподвижны. Являются факультативными анаэробами.

Они нетребовательны к питательным средам. На мясопептонном агаре образуют однотипные колонии средней величины, круглые, гладкие, выпуклые, блестящие, бесцветные. В мясопептонном бульоне рост дает равномерное помутнение.

Биохимические тесты общие для всего семейства. На основании этих тестов семейство энтеробактерии дифференцируют от других, сходных по морфологии.

Все энтеробактерии:

1) ферментируют глюкозу до кислоты или до кислоты и газа;

2) редуцируют нитраты в нитриты;

3) каталаза +, оксидаза -, OF-тест ++.

Антигены энтеробактерии состоят из:

1) О-антигена, который локализуется в клеточной стенке. По хи­мической природе это глюцидолипоидный комплекс;

2) К-антигена (это поверхностный, капсульный антиген);

3) Н-антигена (термолабильного, жгутикового); его имеют подвижные энтеробактерии;

4) пилифимбриального антигена; он есть у бактерий, имеющих ворсинки, пили, фимбрии.

Классификация энтеробактерии

Классификация энтеробактерии основана на их биохимиче­ских свойствах. Согласно классификации Берджи семейство энтеробактерии делится на 40 родов, роды — на виды. В ряде случаев возможна внутривидовая дифференциация на:

1) ферментовары;

2) серогруппы и серовары;

3) фаговары;

4) колециновары.

Эта дифференциация необходима для эпидемиологического анализа, т. е. для установления источника и путей распростране­ния инфекции.

Кишечная инфекция— результат взаимодействия возбудителя с соответствующими структурами макроорганизма при необходимых условиях внешней среды. Этот процесс состоит из нескольких фаз:

1) адгезии;

2) инвазии;

3) колонизации;

4) продукции экзо- и энтеротоксинов. ,

Адгезия— обязательное условие возникновения любого инфек­ционного процесса. Разные энтеробактерии обладают тропизмом только к определенным эпителиальным клеткам, поэтому прикрепля­ются только на определенном уровне ЖКТ. Адгезия идет в два этапа:

1) неспецифическая адгезия (приближение);

2) специфическая адгезия (в результате лиганд-специфического взаимодействия соответствующих структур энтеробак­терий (ворсинок, фимбрий) и рецепторов плазмолеммы эпите­лиальных клеток).

Инвазия— проникновение бактерий в эпителиальные клетки с размножением или без него.

Инвазия, колонизация и продукция токсинов в разной степени выражены у разных энтеробактерий, поэтому патогенез и клини­ка кишечных инфекций существенно различаются.

Эшерихии

Род Escherihia включает в себя семь видов. Наибольшее значение имеет вид Е. coli, которые по патогенности делят на:

1) патогенные (диарейные);

2) условно-патогенные (входят в состав нормальной микро­
флоры кишечника).Они подвижны, капсул не образуют. Биохимические свойства:

1) ферментируют глюкозу с образованием кислоты и газа;

2) ферментируют лактат.
Антигенное строение:

1) по О-антигену делятся на серогруппы (более 160);

2) большинство имеют К-АГ и Н-АГ.

Заболевания, вызываемые эшерихиями, делят на две группы:

1) эндогенные колиинфекции; вызываются собственной ки­шечной палочкой, которая при снижении иммунологической реактивности вызывает гнойно-воспалительные заболевания;

2) экзогенные колиинфекции — эшерихиозы. Это типичные кишечные инфекции, вызываются только патогенными Е. coli, попавшими в организм извне. Основной источник — человек.
Патогенные Е. coll делят на четыре основных класса.

1. ЕТЕС — энтеротоксигенные эшерихии коли. Обладают тро­пизмом к эпителию тонкого кишечника. Попав в организм, они прикрепляются к рецепторам мембран энтероцитов. У них есть СФ-фактор колонизации, за счет которого они заселяют эпите­лиальные клетки тонкого кишечника. Внутрь клеток они не про­никают, и воспаление не развивается.

Они продуцируют экзоэнтеротоксин, синтез которого кодиру­ется плазмидой. Этот токсин состоит из:

1) ЛТ-термолабильной фракции;

2) СТ-термостабилыюй фракции.

Токсин обладает цитотоническим действием. В результате его воздействия нарушается процесс энтеросорбции, что ведет к раз­витию диарейного синдрома. Клинически заболевание протекает как легкая форма холеры.

2.Е1ЕС — энтероинвазивные эшерихии коли. Обладают тро­пизмом к эпителиальным клеткам толстого кишечника. Факторами их вирулентности являются наличие на поверхности клеточ­ной стенки белков наружной мембраны, способность к инвазии и внутриклеточному размножению. Размножение бактерий при­водит к гибели клетки. На месте погибших клеток образуются яз­вы и эрозия, окруженные воспалением.

3.ЕРЕС — энтеропатогенные эшерихии коли. Вызывают энте­роколиты у детей до года. Поражается эпителий тонкого кишеч­ника. Фактор вирулентности — способность к ограниченной ин­вазии.

4. ЕНЕС — энтерогеморрагические эшерихии коли. Обладаю тропизмом к эпителиальным клеткам толстого кишечника. Фактор вирулентности — продукция двух типов шигоподобных токсинов (SLT). Вызывают гемоколит.

Основной метод диагностики — бактериологическое исследование.

Необходимо определить:

1) принадлежность выделенной культуры Е. coli к патогенной серогруппе (реакции агглютинации и преципитации);

2) наличие токсина (с помощью иммуноферментного анализа
(ИФА)), если выделенная структура принадлежит к серогруппе ЕТЕС;

3) наличие белков наружной мембраны (ИФА), если выделенная структура принадлежит к серогруппе EIEC;

4) особое белковое вещество, общее для всей группы (ИФА), —у группы ЕРЕС;

5) наличие SLT (ИФА) — у ЕНЕС.
Специфической профилактики нет.

Лечение: антибиотики.

Рис. Электронная микроскопия кишечной палочки.

Шигеллы

Относятся к роду Shigella.

Являются возбудителями дизентерии. Морфология такая же. как и у других представителей семейства энтеробактерии. Неподвижны, капсул не образуют.

Хорошо растут на простых питательных средах. На среде Эндо образуют бесцветные колонии.

Род включает в себя четыре вида, различающихся по биохими­ческим свойствам (способности ферментировать маннит и лакто зу) и антигенному строению:

1) Sh. disenteriae; не ферментируют лактозу и маннит; по ан­тигенным свойствам внутри вида делятся на 12 сероваров. один из них — шигелла Григорьева—Шига — самый патоген­ный;

2) Sh. flexneri; ферментирует только маннит; по антигенным свойствам делится на 6 сероваров, которые делятся на подсеровары;

3) Sh. boydii; ферментирует только маннит; по антигенному, строению делится на 18 сероваров;

4) Sh. sonnei; ферментирует только лактозу; в антигенном от­ношении вид однороден, внутри вида выделяют ферментовары, фаговары, колециновары.

Шигеллы, минуя желудок и тонкий кишечник, попадают в толстый кишечник. Прикрепляются к рецепторам мембран колоноцитов и проникают внутрь с помощью белка наружной мемб­раны. Гибель клеток приводит к образованию эрозий и язв, окруженных перифокальным воспалением.

Факторы патогенности:

1) белки наружной мембраны (обеспечивают способность к инвазии и внутриклеточному размножению);

2) контактный гемолизин (способствует лизису мембран вакуолей клетки);

3) экзотоксин (обладает энтеротропным, цито- и нейротоксическим действием);

4) эндотоксин (оказывает на организм общетоксическое дей­ствие и предохраняет попавшие в организм шигеллы от дей­ствия защитных сил макроорганизма).

Различают три клинические формы дизентерии, которые отли­чаются по возбудителям, эпидемиологии и частично по клинике:

1) дизентерия Григорьева—Шига. Возбудитель — Sh. disente­riae, серовар — шигелла Григорьева—Шига. Пути переда­чи — алиментарный, контактно-бытовой. Особенности клини­ки: протекает тяжело, характерен жидкий стул с кровью,
симптомы поражения ЦНС, может быть бактериемия;

2) дизентерия Флекснера. Возбудители — Sh. flexneri и Sh. boy­dii. Путь передачи водный. Особенности клиники: протекает как типичная дизентерия различной степени тяжести;

3) дизентерия Sonnei. Путь передачи пищевой. Особенности клиники: могут быть симптомы пищевой токсикоинфекции, рвота.

Диагностика:

1) бактериологическое исследование;

2) иммуноиндикация (ИФА);

3) серодиагностика (имеет ретроспективное значение).
Специфическая профилактика: дизентерийный бактериофаг

(применяется в очагах инфекции).

Этиотропная терапия: в среднетяжелой и тяжелой степени за­болевания назначаются антибиотики (те, которые выводятся ки­шечником) с учетом чувствительности возбудителя.

Сальмонеллы

Род Salmonella включает в себя более 2500 сероваров.

Морфология сходна с другими представителями семейства. Бактерии подвижны, спор и капсул не образуют.

Хорошо растут на простых питательных средах. Образуют не­большие прозрачные колонии.

Биохимические свойства:

1) ферментируют углеводы до кислоты и газа;

2) лактозу не разлагают;

3) дезаминируют и декарбоксилируют некоторые аминокис­лоты.

По биохимическим различиям род делится на шесть групп. Антигенная структура:

1) О-антиген. По его строению сальмонеллы делятся на 65 серогрупп;

2) Н-антиген. По его строению внутри серогруппы сальмонеллы делятся на серовары.

У человека сальмонеллы могут вызывать две группы заболе­ваний:

1) антропоонозные — брюшной тиф и паратиф А и В; возбуди­тели: S. typhi, S. paratyphi A, S. paratyphi В;

2) зооантропоонозные — сальмонеллезы; возбудители: S. typhimurium, S. haifa, S. anatum, S. panama, S. infantis.
Брюшной тиф и паратиф А и В объединены в одну группу тифопаратифозных заболеваний — из-за общего возбудителя, клиники, патогенеза. Источник инфекции — больной (или бакте­рионоситель).

Заболевание включает в себя пять фаз (патогенез).

1. Фаза внедрения возбудителя в организм, прикрепления его к рецепторам мембран энтероцитов и проникновения внутрь кле­ток (соответствует инкубационному периоду болезни).

2. Фаза первичной локализации: сальмонеллы проникают в лимфатический аппарат тонкого кишечника, сенсибилизируют его, размножаются в макрофагах; это сопровождается гибелью микроорганизмов и выделением эндотоксина, который попадает в кровь и вызывает эндотоксинемию (соответствует продромальному периоду).

3. Фаза бактериемии: возбудитель прорывает лимфатический барьер и попадает в кровь, распространяясь по всем паренхима­тозным органам (начало болезни).

4. Фаза вторичной локализации: в паренхиматозных органах возникают брюшнотифозные гранулемы (разгар болезни).

5. Фаза выделительно-аллергическая: повторный контакт воз­будителя с первично-сенсибилизированным лимфатическим аппа­ратом тонкого кишечника; образуются язвы на слизистой обо­лочке.

Исход болезни может быть различным:

1) выздоровление;

2) формирование носительства;

3) летальный.

Диагностика тифо-паратифозных заболеваний:

1) в фазу бактериемии — кровь на гемокультуру (РПГА),
если есть сыпь — соскоб с розеол;

2) в фазу реконвалесценции — бактериологическое исследо­вание фекалий, мочи, желчи;

3) для выявления носительства — серологическое исследование.
Этиотропная терапия: антибиотики с учетом чувствительности возбудителя.

Специфическая профилактика: убитая брюшнотифозная вак­цина.

Вторая группа заболеваний — сальмонеллезы — характеризу­ется многообразием клинических проявлений. Источники инфек­ции — больные животные, инфицированные продукты питания. Путь заражения алиментарный. Чаще всего сальмонеллез проте­кает как пищевая токсикоинфекция. При этом сальмонеллы пора­жают энтероциты тонкого кишечника и фиксируются в его лим­фатическом аппарате. При прорыве лимфатического барьера развивается бактериемия, происходит разнос возбудителя по раз­личным органам, регистрируются внекишечные формы сальмонеллеза.

5. Иерсинии

Род Yersinia содержит семь видов, из которых патогенными для человека являются Y. pestis (возбудитель чумы), Y. pseudotuber-culesis (возбудитель псевдотуберкулеза), Y. enterocolitica — воз­будитель острых кишечных инфекций, кишечного иерсиниоза.

Y. enterocolitica — это грамотрицательные подвижные палоч­ки, не образующие спор и капсул. Культивируются на простых питательных средах при температуре 20—26 °С.

Ситауционные Задачи:

1. У 2-х летнего ребенка высокая температура, понос, резко выраженная интоксикация. Как надо провести бактериологическое исследование для постановки диагноза?

2. При проведении бактериологического исследования испражнений больного с клиническим диагнозом – колиэнтерит, на чашках со средой Эндо выросли колонии красного цвета типичные для кишечной палочки. Как решить вопрос патогенные это кишечные палочки или нет?

3. Выздоравливающий больной (10-й день заболевания), перенес заболевание, выразившееся в появлении болей в животе, рвоте, поносе, высокой температуре, появившихся через 4 часа после приема пищи. Клинический диагноз – пищевая токсикоинфекция, пищевой сальмонеллез. Как подтвердить клинический диагноз?