Патогенные шигеллы и кишечные палочки

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.

Источник

Приём, исследование биоматериала
Показания к назначению
Описание

Приём и исследование биоматериала

Приём материала

Можно сдать в отделении Гемотест — 155 отделений
Можно сдать анализ дома

Метод исследования

Полимеразная цепная реакция

Формат представления результата

Качественный

Когда нужно сдавать анализ Шигеллы, эшерихии, сальмонеллы, кампилобактерии, ДНК (Shigella spp., E. coli (EIEC), Salmonella spp., Campylobacter spp., ПЦР) кал, кач.?

Подозрение на кишечную инфекцию бактериальной природы;
Дифференциальная диагностика бактериальных кишечных инфекций;
Обследование лиц, контактировавших с больным указанными бактериальными инфекциями.

Подробное описание исследования

Анализ кала на Shigella spp., Salmonellaspp., Campylobacterspp., E.coli– это комплексное исследование, для выявления самых частых причин диареи бактериального происхождения: сальмонеллеза, шигеллёза (дизентерии), кампилобактериоза, эшерихиоза (диз.группа).

Острые кишечные инфекции (ОКИ) – это группа инфекционных заболеваний, поражающих желудочно-кишечный тракт и проявляющихся схожими симптомами.

ОКИ могут быть вызваны бактериями, вирусами и простейшими.

Возбудители этих заболеваний устойчивы во внешней среде, могут долго сохраняться на предметах, в продуктах, в воде, и, при благоприятных условиях, размножаться там.

Механизм передачи большинства ОКИ – фекально-оральный. Попадание возбудителя может осуществляться контактно-бытовым путем из-за несоблюдения правил личной гигиены, а также водным и пищевым путем (купание в загрязненных водоемах, употребление воды из непроверенных источников и пищи, приготовленной с нарушением санитарных норм).

Часто возбудители могут передаваться воздушно-капельным путем. Этот путь служит основным для распространения вирусов, вызывающих ОКИ.

Большинство ОКИ имеют схожие симптомы:

Тошнота или рвота;
Диарея;
Повышение газообразования;
Боли в животе;
Повышение температуры тела;
Слабость.

У каждого ОКИ имеются особенности течения, которые связаны со свойствами вызвавшего болезнь микроорганизма.

Шигеллёз (“дизентерия”) – это инфекционное заболевание, вызываемое бактериями рода Shigella, при котором поражается преимущественно толстый кишечник.

Род Shigella включает 4 вида: Shigelladisenteriae, Shigellaflexneri, Shigellaboydii, Shigellasonnei. Заражение происходит фекально-оральным путем от человека к человеку.

Для шигеллеза характерно:

Быстрое начало;
Тяжелая интоксикация (головная боль, повышение температуры тела, озноб, отсутствие аппетита);
Боли по ходу толстой кишки;
Диарея с примесью крови;
Ложные позывы на опорожнение кишечника;
Выделение слизи после дефекации («ректальный плевок»).

Кишечная палочка(E.coli) – вид бактерий , часть которого относится к нормальной микрофлоре кишечника, другие к условно-патогенной или патогенной для человека.

Энтероинвазивная кишечная палочка E. coli (EIEC) является патогеном. Она служит причиной эшерихиоза – ОКИ, по клиническому течению схожей с шигеллезом. Аналогично шигеллам, E. coli (EIEC)проникает в стенки толстого кишечника, выделяет шигеллоподобный токсин и способствует образованию язв в слизистой оболочке кишки. Это приводит к общему недомоганию, болям в животе и появлению крови в кале. Источником энтероинвазивной кишечной палочки может быть человек или животное.

Сальмонеллёз – одна из самых распространенных бактериальных ОКИ, вызываемая бактериями Salmonellaspp. Выделяют около 2500 разновидностей (серотипов)этих бактерий, но только 10–15 из них обусловливают основную заболеваемость в мире, к ним относятся: S. enteritidis (S. enterica), S.typhimurium, S. derby, S. newport, S. heidelberg, S. panama, S. london, S. infantis, S. anatum.

Сальмонеллы передаются человеку как от животных, так и других людей. Многие животные являются носителями этой бактерии, заражение чаще всего происходит через инфицированные продукты (мясо, яйца, молоко, кондитерские изделия), произведенные и хранящиеся с нарушением санитарных норм.

Человек может быть бессимптомным носителем инфекции, при этом выделять сальмонеллы и заражать окружающих.

Для сальмонеллеза характерно:

Острое начало;
Обильная рвота и диарея;
Зловонный пенистый стул зеленого оттенка;
Выраженная интоксикация (повышение температуры тела до 39 С, озноб, головные боли).

При заражении S.typhimurium развивается брюшной тиф. Отмечается увеличение размеров печени и селезенки, внутрибрюшных лимфатических узлов, может появляться мелкая сыпь на боковых поверхностях туловища, сгибательных поверхностях рук. Из-за выраженной интоксикации сознание больного человека затуманивается, отмечается бред.

В отличие от других ОКИ, сальмонеллы могут преодолевать кишечный барьер и попадать в кровь. С током крови они поступают в другие органы и вызывают в них воспаление:

Воспаление клапанов сердца – эндокардит;
Воспаление легких – пневмония;
Воспаление печени – гепатит, возможны также гнойные скопления в печени – абсцессы;
Воспаление суставов – артрит;
Разрушение костей – остеомиелит;
Воспаление мозговых оболочек – менингит.

Одно из самых тяжелых последствий проникновения сальмонелл в кровоток – системное воспаление в организме (сепсис).

Такие осложнения сальмонеллеза наблюдаются при тяжелом течении заболевания, у ослабленных людей, страдающих хроническими заболеваниями.

Кампилобактерии (Campylobacterspp.)широко распространены в природе, их носителями служат многие животные, от крупного рогатого скота до кошек. Не все виды кампилобактерий вызывают ОКИ, большинство из них являются условно-патогенными.

С. jejuni, C. coli, C. lari, C. upsaliensis приводят к возникновению ОКИ. В отличие от других возбудителей кишечных болезней, они передаются человеку только от животных через употребление зараженного мяса, молока при несоблюдении санитарных норм обращения с продуктами.

Для кампилобактериоза характерно:

Частая причина “диареи путешественников”;
Заболевание начинается внезапно с повышения температуры тела, выраженного недомогания, затем присоединяется тошнота, рвота и диарея;
Водянистый жидкий стул, иногда с примесью крови;
Схваткообразные боли в животе.

Описаны случаи проникновениякампилобактера в кровоток сквозь барьер кишечника. Такая ситуация наблюдается у ослабленных людей, страдающих хроническими заболеваниями.

В этом случае кампилобактериоз может осложняться поражением печени, поджелудочной железы, сердца и других органов. Самыми грозными осложнениями являются инфекционно-токсический шок и прогрессирующий паралич (синдром Гийена-Барре), однако они отмечаются крайне редко.

В целом, проявления всех ОКИ очень похожи. Исходя лишь из симптомов болезни и оценки эпидемиологической ситуации, врач не всегда может точно определить возбудителя кишечной инфекции. В то же время, чем раньше определена причина ОКИ, тем раньше будет начато правильное лечение и лучше прогноз заболевания. Особенно критично раннее определение возбудителя ОКИ для детей до 3 лет.Обезвоживание у них наступает быстрее, чем у взрослых, и может привести к тяжелым последствиям.

Определение комплекса возбудителей ОКИ (Shigellaspp., E. coli (EIEC),Salmonellaspp.,Campylobacterspp.) с помощью обнаружения генетического материала этих бактерий в кале методом ПЦР позволяет быстро провести дифференциальную диагностику ОКИ и назначить правильное лечение.

Преимущества этой методики перед другими состоит в высокой достоверности и скорости получения результата.

Что ещё назначают с этим исследованием?

Использованная литература

Инфекционные болезни. Национальное руководство. Краткое издание. Ющук Н.Д., Венгеров Ю.Я. ГЭОТАР-Медиа, 2020
Л.Н. Мазанкова, С.Н. Горбунов. Диагностика и лечение острых кишечных инфекций у детей. Методические рекомендации для врачей. Москва – 2012
ToyinEjidokun et al. Principles and Practice Recommendations for the Public Health Management of Gastrointestinal Pathogens 2019
https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/campylobacter

Источник

[09-102]
Shigella и энтероинвазивные штаммы E. coli, ДНК [реал-тайм ПЦР]

1250 руб.

Молекулярно-генетический анализ, который позволяет обнаружить генетический материал возбудителей шигеллеза и эшерихиоза в кале.

Синонимы русские

Шигеллы и энтероизвазивные кишечные палочки (ЭИКП) (эшерихии, колибактерии), возбудители шигеллеза (бактериальной дизентерии) и эшерихиоза.

Синонимы английские

Shigella species and enteroinvasive Esherichia coli (EIEC), DNA, PCR, fecal samples.

Метод исследования

Полимеразная цепная реакция в режиме реального времени.

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Кал.

Как правильно подготовиться к исследованию?

Исследование рекомендуется проводить до начала приема антибиотиков и других антибактериальных химиотерапевтических препаратов.
Исключить прием слабительных препаратов, введение ректальных свечей, масел, ограничить прием медикаментов, влияющих на перистальтику кишечника (белладонна, пилокарпин и др.) и на окраску кала (железо, висмут, сернокислый барий), в течение 72 часов до сбора кала.

Общая информация об исследовании

Shigellaspeciesи Esherichiacoli– грамотрицательные палочковидные микроорганизмы из семейства энтеробактерий. В норме шигеллы и энтероинвазивные кишечные палочки (ЭИКП) отсутствуют в организме. Их выявление указывает на кишечную инфекцию, которая требует лечения пациента и ограничения распространения заболевания.

К роду Shigella относятся патогенные бактерии S. dysenteriae, S. flexneri, S. boydii и S. sonnei, которые являются возбудителями шигеллеза (бактериальной дизентерии).

Бактерии рода E. coli различаются между собой по биохимическим и патогенным свойствам. Не все E. coli, а только некоторые биовары и серотипы колибактерий способны вызывать эшерихиоз. Типичные колибактерии являются представителями нормальной микробиоты кишечника человека, участвуют в процессах пищеварения и относятся к условно-патогенной среде. Кишечные палочки, которые синтезируют и выделяют шигеллоподобный токсин, способствуют развитию эшерихиоза, который протекает по типу инвазивной острой кишечной инфекции (дизентерии). ЭИКП, так же как и шигеллы, могут проникать в клетки слизистой кишечника и разрушать энтероциты, что приводит к образованию язвенных дефектов в слизистой кишечника.

Шигеллы и кишечные палочки распространяются фекально-оральным механизмом передачи, который реализуется пищевым, водным и контактно-бытовым путями.

Инкубационный период составляет от нескольких часов до нескольких дней и зависит от количества бактерий, их патогенных свойств и особенностей защитных механизмов человека. Заболевание может протекать как в легких формах со стертой симптоматикой, так и с развитием тяжелой инфекции. Признаки шигеллеза и энтероинвазивного эшерихиоза схожи: острое начало, резкая боль в животе, многократный стул с примесью слизи и крови, спазм сигмовидной кишки, общая интоксикация.

Около 8 % случаев инвазивного эшерихиоза приводит к гемолитико-уремическому синдрому, который проявляется острой почечной недостаточностью, гемолитической анемией, тромбоцитопенией и пурпурой.

После выздоровления возможно длительное выделение бактерий с калом (характерно для шигеллеза), что способствует распространению инфекции.

Необходимо также учитывать, что существует несколько патологических состояний и кишечных инфекций, которые сопровождаются вышеуказанной симптоматикой, но лечатся по-разному. При обследовании пациента с кровавой диареей необходимо в первую очередь исключить шигеллез, эшерихиоз, амебиаз, отравление химическими веществами, язвенный колит, болезнь Крона, острую кишечную непроходимость и тромбоз сосудов брыжейки.

Для выявления и дифференциальной диагностики кишечных инфекций используются культуральные и молекулярно-генетические методы исследования генетического материала возбудителя в кале и определение концентрации специфических иммуноглобулинов в крови. ПЦР обладает преимуществом перед культуральным методом благодаря быстрому получению результатов и высокой специфичности и чувствительности исследования. Быстрая диагностика острых кишечных инфекций позволяет избежать лишних инвазивных процедур и оперативных вмешательств, своевременно начать лечение и ограничить очаг распространения инфекции.

Для чего используется исследование?

Для диагностики шигеллеза;
для диагностики эшерихиоза;
для дифференциальной диагностики острых кишечных инфекций.

Когда назначается исследование?

При наличии симптомов острой кишечной инфекции (диарея, прожилки крови в стуле, боль в животе, спазм сигмовидной кишки);
после недавно перенесенного заболевания, сопровождающегося примесью крови в стуле;
при обследовании лиц, контактировавших с больным шигеллезом или эшерихиозом;
при обследовании пациентов с гемолитико-уремическим синдромом.

Что означают результаты?

Референсные значения: отрицательно.

Причины положительного результата:

шигеллез и/или эшерихиоз;
транзиторное бактерионосительство.

Причины отрицательного результата:

отсутствие инфицирования бактериями рода Shigella и энтероинвазивными E. coli.

Важные замечания

Данный метод исследования не позволяет точно определить вид возбудителя инфекции, но дает возможность оценить клиническую ситуацию и своевременно назначить адекватную терапию. Одновременно необходимо взять кал для бактериологического исследования с определением чувствительности к антибиотикам.

Также рекомендуется

anti-Shigella flexneri 1-5, anti-Shigella flexneri 6, anti-Shigella sonnei
Salmonella species, ДНК [ПЦР]
Rotavirus A, РНК [ПЦР]
Посев кала на патогенную флору (диз. группа и тифо-паратифозная группа)
Посев кала на условно-патогенную флору с определением чувствительности к антибиотикам
Анализ кала на цисты простейших
Копрограмма

Кто назначает исследование?

Инфекционист, гастроэнтеролог, терапевт.

Литература

Возианова Ж. И. Инфекционные и паразитарные болезни: В 3 т. – К.: Здоровье, 2000. – Т.1.: 405-433, 524-564.
Gómez-DuarteO., BaiJ., NewelE.. DetectionofE. coli, Salmonellaspp., Shigellaspp., Yersiniaenterocolitica, Vibriocholerae, and Campylobacter spp. enteropathogens by Three-reaction Multiplex PCR. Diagn Microbiol Infect Dis. 2009 January; 63(1): 1–9. PMCID:PMC2701628.

Источник