Эшерихии. Эшерихиозы. Свойства эшерихий. Кишечная палочка. Escherichia coli. Морфология кишечной палочки. Культуральные свойства кишечной палочки.
Своё название бактерии получили в честь немецкого педиатра Т. Эшериха , впервые выделившего Escherichia coli из содержимого кишечника детей. Род образуют подвижные (перитрихи) прямые палочковидные бактерии размером 1,1-1,5x2,0-6,0 мкм. В мазках они располагаются одиночно или парами. У большинства штаммов существуют капсулы или микрокапсулы.
Температурный оптимум для роста эшерихий 37 °С. Эшерихии ферментируют углеводы с образованием кислоты или кислоты и газа, оксидаза-отрицательны и каталаза-положительны.
Эшерихии входят в состав микрофлоры толстой кишки теплокровных, пресмыкающихся, рыб и насекомых. Эшерихии - основная аэробная микрофлора кишечника, вызывающая, однако, обширную группу заболеваний человека, известных как эшерихиозы .
Эшерихиозы характеризуются не только клиническим полиморфизмом, но и создают особую эпидемиологическую ситуацию. Основное медицинское значение имеет кишечная палочка (Escherichia coli). Кишечные палочки рассматривают как санитарно-показательные микроорганизмы (СПМ) при анализе воды и пищевых продуктов.
Кишечная палочка. Escherichia coli
В настоящее время среди прочих энтеробактерии кишечная палочка - основной возбудитель эшерихиозов у человека.
Морфология кишечной палочки. Культуральные свойства кишечной палочки
Кишечная палочка имеют типичную для энтеробактерий форму и представлены короткими подвижными палочками с закруглёнными концами.
На плотных средах бактерии образуют плоские выпуклые мутные S-колонии с ровными или слегка волнистыми краями (3-5 мм в диаметре) либо сухие плоские R-колонии с неровными краями.
В жидких средах растут диффузно, вызывая помутнение среды и образование осадка (реже формируют поверхностную плёнку или пристеночное кольцо).
На средах Хисса кишечная палочка может образовывать газ. На селективно-дифференциальных средах колонии принимают цвет, соответствующий окраске среды. На агаре Эндо лактоза-положительные эшерихии образуют фукс и ново-красные колонии с металлическим блеском, лактоза-отрицательные - бледно-розовые или бесцветные с тёмным центром. На среде Левина бактерии формируют тёмно-синие колонии с металлическим блеском, а лактоза-отрицательные - бесцветные, на среде Плоскирева - соответственно красные с жёлтым оттенком или бесцветные. На КА могут давать полный гемолиз.
Этот род представлен только одним видом бактерий - Е. coli, но объединяет множество вариантов. Разновидности кишечной палочки отличаются по биологическим свойствам, у них могут быть разные наборы ферментов (биовары) и разная антигенная структура (серовары).
Кишечная палочка впервые выделена в 1888 г. Эшерихом из испражнений человека и названа по его имени.
Естественным местом обитания E. coli является кишечник человека. Кишечная палочка - представитель нормальной микрофлоры кишечника.
В процессе жизнедеятельности E. coli вырабатывает ферменты, способствующие пищеварению (например, расщепляющие клетчатку), синтезирует некоторые витамины (например, витамины группы В). Кроме того, эти бактерии проявляют антагонистическое действие в отношении патогенных микроорганизмов, таких как возбудители Дизентерии, брюшного тифа, токсикоинфекций. Отсутствие кишечной палочки в толстом кишечнике ведет к тяжелому заболеванию - дисбактериозу. При этом нарушается нормальный состав микрофлоры кишечника, развиваются протей, кокковая флора, грибы и т. п.
При снижении устойчивости организма (голодании, переутомлении и т. п.) эшерихии могут проникнуть в Другие органы и ткани и стать причиной тяжелых патологических процессов. Таким образом, можно считать, что эшерихии - типичные условно-патогенные микроорганизмы: в обычных условиях они являются сапрофитами, а ПРИ изменении условий вызывают заболевания.
Выделяясь с фекалиями, кишечная палочка попадает во внешнюю среду. Обнаружение E. coli в почве, воде и на других объектах свидетельствует об их фекальном загрязнении, а определение количества E. coli (коли-титр, коли-индекс) характеризует санитарное состояние объекта (см. "Санитарная микробиология").
Морфология . E. coli - короткие, в среднем 0,5-3,0 × 0,5-0,8 мкм палочки. Грамотрицательны. В большинстве случаев они подвижны, перитрихи. Однако некоторые варианты кишечной палочки неподвижны. Многие штаммы образуют капсулу. Спор не образуют.
Культивирование . Кишечная палочка - факультативный анаэроб. Хорошо растет на простых питательных средах при 37° С и рН среды 7,2-7,8. Штаммы E. coli, выделенные из кишечника человека и животных, развиваются и при 43-45° С, а кишечные палочки холоднокровных при этих условиях не размножаются. Это различие в свойствах E. coli разного происхождения используют для определения санитарного состояния объекта, так как только обнаружение E. coli теплокровных свидетельствует о санитарном неблагополучии.
На МПА кишечная палочка образует мутноватые, слегка выпуклые влажные колонии с ровным краем. На МПБ дает равномерное помутнение. Культуры, имеющие капсулу, растут в виде слизистых колоний.
Для идентификации эшерихий используют дифференциально-диагностические среды: Эндо и агар с эозинметиленовым синим (ЭМС). На среде Эндо кишечная палочка растет в виде малиново-красных колоний с металлическим блеском или без него. На среде ЭМС - в виде темно-фиолетовых колоний.
Ферментативные свойства . E. coli обладают значительной ферментативной активностью. Расщепляют лактозу, глюкозу, маннит, мальтозу, сахарозу и другие углеводы и спирты с образованием кислоты и газа. Лротеолитические свойства: образуют индол. Желатин не расщепляют. Отдельные биовары не ферментируют лактозу и сахарозу (табл. 29).
Примечание, кг - образование кислоты и газа; + наличие признака; - отсутствие признака.
Токсигенность . Эшерихий обладают эндотоксином (лиггополисахарид).
Антигенная структура . Эшерихий различаются по антигенной структуре микробной клетки, что положено в основу классификации бактерий этого рода. Различают три типа антигенов эшерихий: О-антиген (соматический), К-антиген (капсульный) и Н-антиген (жгутиковый). Термостабильный О-антиген является липополисахариднопротеиновым комплексом и расположен в клеточной стенке бактерий. О-антиген определяет принадлежность культуры к серологической группе. Описано более 170 таких групп. Некоторые компоненты О-антигена являются общими для разных О-групп эшерихий, а иногда и других энтеробактерий (шигелл, сальмонелл и др.). К-антигены эшерихий различны: А, В, L и М. Антигены А и М - термостабильны, В и L - термолабильны. К-антиген расположен в микробной клетке более поверхностно, чем О-антиген, и поэтому в его присутствии реакция агглютинации живой культуры с О-сывороткой не происходит. Для выявления О-антигена культуру прогревают в течение часа при 100° С: К-антиген при прогревании разрушается, а О-антиген становится способным вступать во взаимодействие с сывороткой. Установлено, что у эшерихий имеется около 100 типов К-антигенов, в основном типа В-антигенов (термолабильных). Н-антиген имеется только у подвижных штаммов, так как он связан с жгутиками. У эшерихий известно более 50 типов Н-антигена. Определение Н-антигена позволяет установить серовариант выделенной культуры (рис. 40).
Характеристику антигенного состава выделенной культуры эшерихий дают на основании результатов реакции агглютинации с сыворотками, содержащими О-, К- и Н-антитела. При этом определяют, какие антигены имеются в культуре, а их сочетание характеризует антигенную формулу выделенной культуры, т. е. ее серовариант. В табл.30 представлены примеры антигенной структуры некоторых серовариантов E. coli, у которых К-антигены являются В-антигенами.
Если культура агглютинируется ОК-сывороткой ОП1:К58 (В4) и Н-сывороткой "6", то значит выделен серовариант E. coli О111:В4:Н6; если отмечена реакция агглютинации с ОК-сывороткой О26:К60 (В6) и с Н-сывороткой "11" - выделена культура E. coli 026:В6:Н11 и т. п.
Кроме определения сероварианта E. coli, можно определить и фаговар выделенной культуры. Имеются наборы бактериофагов, которые лизируют эшерихии отдельных серогрупп. По лизису культуры одним из фагов устанавливают ее фаговар. Определение фаговаров имеет эпидемиологическое значение.
Антагонистическое действие E. coli, их способность подавлять рост гнилостных и патогенных бактерий используют для создания бактерийных препаратов для лечения дисбактериоза и различных заболеваний кишечника (колибактерин, бификол).
Устойчивость к факторам окружающей среды . E. coli довольно устойчивы. При 55° С они погибают в течение часа, при 60° С - за 15 мин. В почве и воде сохраняются до 2-3 мес, в молоке не только сохраняются, но и размножаются. Растворы дезинфицирующих веществ (3% хлорамин, раствор сулемы 1:1000 и др.) убивают их за 20-30 мин. Особенно чувствительны E. coli к действию бриллиантового зеленого.
Восприимчивость животных . Эшерихии отдельных серогрупп патогенны для различных животных и вызывают у них заболевания желудочно-кишечного тракта. Из лабораторных животных наиболее чувствительны к E. coli морские свинки, кролики, белые мыши. В зависимости от способа введения культура кишечной палочки вызывает различные патологические процессы: воспаление и абсцесс при подкожных инъекциях, перитонит и сепсис - при внутрибрюшинном и внутривенном введении.
Источники инфекции . Больной человек. При этом бактерии проникают в организм из внешней среды (экзогенная инфекция). Кишечная палочка может также вызвать развитие патологического процесса "изнутри" (эндогенная инфекция).
Пути передачи . Основной путь передачи при экзогенной форме инфекции - контактно-бытовой (непрямой контакт). Возбудители могут быть перенесены на грязных руках, через посуду, игрушки, белье, пищу, мух.
Патогенез . Заболевания, вызываемые эшерихиями, называют эшерихиозами. Развитие эшерихиозов зависит от пути внедрения возбудителя в организм и от серогруппы, к которой принадлежит возбудитель. При проникновении бактерий через рот могут возникнуть кишечные заболевания детей и взрослых. Некоторые О-группы эшерихии (серовары) наиболее часто являются возбудителями заболеваний человека. Такие бактерии называют энтеропатогенными кишечными палочками (ЭПКП). В настоящее время известно много вариантов ЭПКП, обусловливающих разное течение эшерихиозов. Различают несколько групп ЭКПК:
группа I - возбудители колиэнтерита у детей раннего возраста (серогруппы О111, О26, О55, О86 и др.);
группа II - возбудители дизентериеподобных заболеваний у детей и взрослых (О25, О124, О143, О144 и др.);
группа III - возбудители холероподобных заболеваний (О1, О5, О6, О78 и др.).
Попадая в пищевые продукты, кишечная палочка может в них размножаться. Употребление в пищу таких продуктов ведет к развитию пищевой токсикоинфекции.
Развитие эндогенной инфекции приводит к поражению различных органов: воспалению желчного пузыря (холецистит), мочевого пузыря (цистит), заражению крови (сепсис) и др.
Иммунитет . Иммунитет вырабатывается только в отношении одного сероварианта эшерихии - возбудителя данного заболевания. Многообразие эшерихии делает практически этот иммунитет недейственным. В развитии иммунного состояния при заболевании детей большое значение имеет образование IgM-антител, которые не проходят через плаценту, а значит не передаются от матери. IgA-антитела к эшерихиям передаются ребенку от матери с грудным молоком.
Профилактика . Соблюдение личной гигиены и санитарно-гигиенического режима. Специфическая профилактика отсутствует.
Лечение . Антибиотики: ампициллин, тетрациклин и др. В настоящее время выпускают колипротейный фаг, использование которого дает хорошие результаты.
Контрольные вопросы
1. Каковы основные признаки бактерий семейства кишечных?
2. Какие антигены имеются у эшерихии?
3. Какие лечебные препараты готовят из кишечных палочек?
Микробиологическое исследование
Цель исследования: выделение и идентификация ЭПКП.
Материал для исследования
1. Испражнения.
2. Рвотные массы.
При необходимости исследует отделяемое из носа и зева, гной из уха, кровь, мочу, кусочки органов трупа.
При возникновении очага заболеваний коли-энтеритом исследуют (по эпидемиологическим показаниям) пищевые продукты, смывы с рук обслуживающего персонала, игрушек и других предметов.
Примечание. Чем раньше от начала заболевания исследуют испражнения, тем вероятнее возможность выделения возбудителя.
Основной метод исследования
Бактериологический
Ход исследования
Второй день исследования
Вынимают из термостата засеянные накануне чашки и просматривают их в падающем или проходящем свете. При наличии малиново-красных колоний на среде Эндо (с металлическим блеском или без него) или фиолетовых на среде ЭМС ставят пробную реакцию агглютинации на стекле для дифференциации ЭПКП от других разновидностей эшерихий.
Для постановки пробной реакции агглютинации отбирают не менее 10 изолированных колоний, отмечая или нумеруя их на обратной стороне чашки; часть каждой намеченной колонии снимают петлей и агглютинируют в капле поливалентной сыворотки или иммуноглобулина. Испытывают только часть колонии, чтобы в случае положительной реакции агглютинации можно было из оставшейся части колонии выделить чистую культуру.
Типовые или поливалентные эшерихиозные сыворотки (или иммуноглобулины) изготовляют в производственных условиях. Поливалентные эшерихиозные ОК-сыворотки (или ОК-иммуноглобулины) содержат антитела к нескольким О- и К-антигенам эшерихий. С их помощью ориентировочно определяют принадлежность выделенной культуры к ЭПКП. Например, поливалентная сыворотка О26, О55, О111 позволяет выявить одноименные культуры эшерихий. Сыворотки разводят согласно указанию на этикетке.
В лаборатории можно приготовить смесь отдельных ОК-сывороток, соединяя не более 5 сывороток, чтобы разведение каждой было не выше 1:10.
Постановка пробной реакции агглютинации . На одно или два хорошо обезжиренных предметных стекла наносят 10 капель поливалентной сыворотки (или иммуноглобулина). В каждую каплю вносят часть намеченной колонии и растирают ее. Колонии, давшие реакцию агглютинации, отсевают в пробирки со скошенным агаром и ставят в термостат на 18-20 ч. Если ни одна из 10 колоний не дала реакции агглютинации, дают отрицательный ответ.
Третий день исследования
Вынимают из термостата посевы и просматривают их. На МПА энтеропатогенные кишечные палочки образуют обычно влажный, блестящий, сероватый налет, реже он бывает мутным. Выросшую на скошенном агаре культуру проверяют повторно в реакции агглютинации на стекле с поливалентными эшерихиозными сыворотками (или иммуноглобулинами). Если выделенная культура дает реакцию агглютинации с поливалентной сывороткой (иммуноглобулином), то ее агглютинируют с каждой типовой сывороткой (иммуноглобулином) раздельно в разведении 1:5 - 1:10. Агглютинация с живой культурой имеет ориентировочное значение.
Далее необходимо подтвердить принадлежность выделенной культуры к роду Эшерихия биологическими тестами. Для этого производят посев культуры на полужидкие среды Гисса с лактозой, глюкозой, маннитом, сахарозой, мальтозой и другими сахарами, а также на бульон или пептонную воду для определения образования индола и сероводорода. Для этого в пробирки под пробку опускают две индикаторные бумажки, смоченные реактивами, выявляющими образование этих веществ. Одна бумажка при наличии индола краснеет, другая при наличии сероводорода чернеет.
При ферментации Сахаров реакция среды становится кислой и цвет индикатора изменяется. Если, помимо кислоты, образуется газ, в среде появляются пузырьки. Одновременно определяют подвижность бактерий: делают посев в полужидкий (0,2%) агар уколом. Подвижные бактерии дают помутнение всей среды, неподвижные - растут только по уколу.
Для окончательной идентификации выделенной культуры ставят развернутую реакцию агглютинации с живой и гретой культурами: с живой - для определения К-антигена, с гретой - для определения О-антигена. Для постановки развернутой реакции агглютинации антиген готовят следующим образом: 3-5 мл изотонического раствора натрия хлорида смывают культуру со скошенного агара. Полученную суспензию разливают в две пробирки. Одну из них прогревают на водяной бане при 100° С в течение часа.
Развернутую реакцию агглютинации ставят в двух рядах пробирок. Сыворотку в обоих рядах разводят в соотношении 1:50 - 1:100 (в 1-й пробирке) до титра, указанного на этикетке ампулы с сывороткой. В первый ряд добавляют по 2 капли живой культуры, во второй - по 2 капли гретой культуры.
Пробирки встряхивают и помещают в термостат на 18-24 ч.
Четвертый день исследования
Производят учет изменений сред Гисса, регистрируют образование индола и сероводорода.
Большинство представителей эшерихий ферментирует углеводы с образованием кислоты и газа, расщепляет белковый питательный субстрат до образования индола.
Учет пробирочной реакции агглютинации проводят при помощи лупы или агглютиноскопа. Агглютинация с живой культурой крупнохлопчатая, с убитой - мелкозернистая. Реакцию считают положительной, если агглютинация с гретой культурой отмечается в разведении сыворотки не ниже половины титра сыворотки, а живая культура агглютинируется сывороткой, разведенной не менее чем 1:200. Играет роль и соотношение антител к гретой и живой культуре. Разведение сыворотки, в котором отмечается агглютинация с гретой культурой, должно превышать разведение сыворотки, в котором агглютинируется живая культура, не менее чем в 2 раза. В табл. 31 приведены различные варианты результата реакции агглютинации.
Примечание. Возможны три варианта реакции: 1) гретая культура агглютинируется сывороткой в больших разведениях, чем живая, реакция - положительная; 2) живая и гретая культура дают агглютинацию в одинаковых разведениях сыворотки. Такой результат может свидетельствовать об отсутствии в культуре К-антигена; агглютинация живой и гретой культур вызвана О-антигеном. В этих случаях необходима повторная постановка реакции агглютинации; 3) агглютинация живой культуры при отсутствии агглютинации гретой позволяет дать отрицательный ответ. Очевидно, в культуре нет О-антигена, соответствующего O-антителам в сыворотке (рис. 41).
Контрольные вопросы
1. Какой материал исследуют для выделения эшерихий?
2. С помощью каких сывороток можно дифференцировать ЭПКП?
3. Для чего ставят развернутую реакцию агглютинации с живой и гретой культурами эшерихий?
1. Получите у преподавателя чашки Петри с засеянной на среде Эндо культурой и произведите пересев на пробирку со скошенным агаром.
2. Возьмите у преподавателя культуру ЭПКП на скошенном агаре, смойте изотоническим раствором натрия хлорида. Часть смыва прогрейте на водяной бане при 100° С. Разведите сыворотку в двух рядах пробирок и поставьте реакцию агглютинации описанным выше способом.
Питательные среды
Дифференциальные среды Эндо и ЭМС служат для выращивания кишечных бактерий. Выпускаются в виде сухого порошка. Согласно указаниям на этикетке отвешивают определенное количество сухой среды, растворяют в соответствующем количестве воды, кипятят, помешивая, и разливают в стерильные чашки Петри.
В вашей приватной жизни безотносительная пустота? Нет постоянной девушки? Они соблазнительные шлюхи будут всемерно благоприятны возможности удовлетворить ваши половые надобности смазливыми способами.
Который состоит из 5 видов: Е. coli, Е. fergusonii, Е. hermannii, Е. vuLneris, Е. blattae. Типовой вид - Е. coli, имеет наибольшее значение в медицине.
Заболевания, вызываемые Е. coli
, называются эшерихиозами
. По антигенным и токсигенным свойствам возбудителей разделяют на условно-патогенные и патогенные кишечные палочки. Условно-патогенные кишечные палочки - комменсалы (представители нормальной микрофлоры кишки), возбудители оппортунистических инфекций (парентеральных эшерихиозов) в виде сепсиса, перитонита, цистита т.д. Патогенные, или диареегенные, кишечные палочки, вызывающие энтеральные эшерихиозы (гастроэнтериты, колиты и др.).
Рис. 3.40. Чистая культура Е. coli . Окраска по Граму
Е. coli - показатель фекального загрязнения воды, почвы, продуктов питания и предметов обихода (санитарно-показательный микроб).
Рис. 3.41. Колонии кишечной палочки на среде Эндо. Колонии имеют темно-красный с металлическим оттенком цвет вследствие расщепления лактозы (черные стрелки); светлые стрелки указывают на лактозоотрицательные колонии (неокрашенные), характерные для сальмонелл и шигелл
Рис. 3.42
Таблица 3.9. Заболевания, вызываемые диарсегенными Escherichia coli
Возбудитель и его свойства |
Факторы вирулентности |
Болезнь |
Энтеротоксигенные кишечные палочки (ЭТКП) с преобладанием холероподобного экзотоксина. Поражается тонкая кишка |
Пили, термолабильный (аналог холерного токсина) и термостабильный токсины; факторы колонизации - CF |
Диарея путешественников, холероподобная диарея у детей и взрослых |
Энтероинвазивные кишечные палочки (ЭИКП) с преобладанием факторов инвазии и последующим разрушением эпителия толстой кишки |
Поверхностные белки, кодируемые большой плазмидой, определяющие инвазию ЭИКП в клетки эпителия толстой кишки |
Дизентериеподобное за болевание (стул с небольшой примесью крови) |
Энтеропатогенные кишечные палочки (ЭПКП), разрушающие микроворсинки и повреждающие апикальную часть эпителия тонкой кишки |
Белок-адгезин наружной мембраны, кодируемый плазмидой, и белок наружной мембраны интимин, кодируемый хромосомным геном |
Диарея у детей 1-го года жизни |
Энтерогеморрагические кишечные палочки (ЭГКП, напр., Е. coli 0157:Н7) с преобладанием геморрагического фактора, вызывающего гемолитический уремический синдром. Поражается толстая кишка |
Пили, шигаподобные токсины (SLT I, SLT П; веротоксины), разрушающие эндотелий мелких кровеносных сосудов. Белок наружной мембраны интимин, кодируемый хромосомным геном |
Геморрагический колит (диарея с примесью крови); гемолитико-уремичес- кий синдром |
Энтероагрегирующие кишечные палочки (ЭАГКП) с персистенцией, вызывают обезвоживание детей. Агрегируют на культуре клеток Нер-2. Поражается тонкая кишка |
Плазмидоопосредованное аггрегативное прикрепление, предупреждающее абсорбцию жидкости |
Диарея у детей |
Эшерихии
- прямые грамотрицательные палочки с закругленными концами (0,6-1 х 2,0-6,0 мкм), многие имеют капсулу или микрокапсулу, перитрихиальные жгутики и пили (рис. 3.42).
Подвижные. Факультативные анаэробы. Антигены Е. coli: О, Н, К (L, В, А). Каждый их них неоднороден: 0-антиген имеет более 170 вариантов, К-антиген - более 100, Н-антиген - около 60. Строение О-антигена определяет принадлежность к серогруппе. Штаммы Е. coli, отличающиеся по антигенам (антигенной формуле), называются сероварами (серотипами). Например, штамм 055:К5:Н21 относится к серогруппе 055.
Микробиологическая диагностика. Основной метод - бактериологический. Определяют вид чистой культуры (грамотрицательные палочки, оксидазоотрицательные, ферментирующие глюкозу и лактозу до кислоты и газа, образующие индол, не образующие сероводород) и принадлежность к серогруппе, что позволяет отличить условно-патогенные кишечные палочки от диареегенных. Внутривидовая идентификация, имеющая эпидемиологическое значение, заключается в определении серовара с помощью диагностических адсорбированных иммунных сывороток.
СТАЙЛАБ предлагает тест-системы для определения кишечной палочки (E. coli) в пробах продуктов и окружающей среды микробиологическими методами, с помощью ПЦР в реальном времени, а также методом латекс-агглютинации.
Кишечная палочка (Escherichia coli ) - это факультативно-анаэробная грамотрицательная подвижная палочковидная бактерия, входящая в состав нормальной микрофлоры кишечника большинства теплокровных животных, в том числе, и человека. Существует множество серотипов кишечной палочки, большинство из которых безвредно или даже полезно для носителя. Бактерии, входящие в состав микрофлоры, препятствуют размножению других бактерий, в том числе, патогенных. Кроме того, кишечная палочка вырабатывает витамин К. Однако некоторые серотипы E . coli могут вызывать тяжелые заболевания. Морфологически безвредные и патогенные кишечные палочки не различаются, потому для определения патогенности микроорганизма необходимо проанализировать его антигены.
Бактерии кишечной палочки могут относиться к различным серогруппам: обладать различными антигенами. Серогруппа - это группа бактерий, обладающих общим антигеном; она может включать более одного серотипа, вида или рода. Для E . coli наиболее известными являются серогруппы энтеропатогенной кишечной палочки O26, O55, O86, O111, O114, O119, O125, O126, O127, O128, O142 и O158. К этим же группам могут относиться и другие типы патогенной кишечной палочки. Например, у DAEC выявлены серогруппы O86, O127, O142 и O158.
Выделяют шесть типов патогенных кишечных палочек.
- Энтерогеморрагическая кишечная палочка (EHEC, используются также сокращения STEC - от «шигатоксин-продуцирующая E. coli и VTEC - «веротоксин-продуцирующая E.Coli). Эти бактерии вырабатывают два токсина, которые называют , или шигаподобными (шигеллоподобными) токсинами. EHEC вызывает заболевания, по симптоматике сходные с дизентерией и сопровождающиеся геморрагической диареей. В тяжелых случаях может развиваться гемолитико-уремический синдром (ГУС). К EHEC относятся серотипы кишечной палочки O104:H4, O157:H7 и некоторые другие.
- Энтеротоксигенная кишечная палочка (ETEC) вырабатывает термолабильный и термостабильный токсины, последний из которых похож на токсин холерного вибриона. Для заболеваний, вызываемых этой бактерией, характерна водянистая диарея, повышенная температура и, в некоторых случаях, тошнота.
- Энтероинвазивная кишечная палочка (EIEC) вызывает заболевания, похожие на бактериальную дизентерию. Эти бактерии проникают в клетки эпителия кишечника и размножаются в них.
- Энтеропатогенная кишечная палочка (EPEC) чаще вызывает диарею у детей, чем у взрослых. Механизм ее действия отличается от ETEC и EIEC: эти бактерии прикрепляются к клеткам эпителия кишечника, но не проникают в них. Заболевания, вызванные EPEC, могут продолжаться до 2 недель.
- Энтероагрегативная кишечная палочка (EAEC) также вызывает заболевания, в основном, у детей. Бактерии прикрепляются к эпителию кишечника и выделяют токсины.
- Диффузно-адгезивная кишечная палочка (DAEC) вызывает легкую диарею у детей, особенно возрастом до 2х лет. Однако этот микроорганизм обнаруживали и у здоровых детей, а также у здоровых взрослых.
Кишечная палочка способна вызывать не только энтериты и токсикоинфекции, но и менингиты новорожденных, респираторные инфекции, инфекции мочевыводящих путей и бактериемию - общее поражение организма, вызванное бактериями, проникшими в кровь.
E . coli относится к наиболее изученным организмам. Геном одного из штаммов этих бактерий был полностью секвенирован в 1997 году. Кишечную палочку используют в генетических и микробиологических экспериментах, а также при изучении видообразования. Кроме того, с помощью этих бактерий синтезируют различные белки, в частности, аналог инсулина человека, некоторые ферменты и др. Их применяют также для получения вакцин. Ведутся исследования по использованию кишечной палочки для получения топлива.
В Российской Федерации и странах Таможенного Союза содержание кишечной палочки в пищевых продуктах ограничено ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции», ТР ТС 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции» и другими техническими регламентами. С актуальной законодательной информацией можно ознакомиться на сайте compact 24. com .
Для определения кишечной палочки в пробах используют как микробиологические методы (селективные среды, тест-подложки), так и определение ДНК с помощью ПЦР. В качестве экспресс-тестов применяют простой и быстрый метод латекс-агглютинации.
Литература
- О.К. Поздеев. Медицинская микробиология. Москва, ГЭОТАР-МЕД, 2001.
- Официальный сайт CDC.
- Germani Y, Bégaud E, Duval P, Le Bouguénec C. Prevalence of enteropathogenic, enteroaggregative, and diffusely adherent Escherichia coli among isolates from children with diarrhea in new Caledonia. J Infect Dis. 1996 Nov;174(5):1124-6.
- Mansan-Almeida R, Pereira AL, Giugliano LG. Diffusely adherent Escherichia coli strains isolated from children and adults constitute two different populations. BMC Microbiol. 2013 Feb 1;13:22.
- Isabel C. A. Scaletsky, Sandra H. Fabbricotti, Rozane L. B. Carvalho, Claudia R. Nunes, Helcio S. Maranhão, Mauro B. Morais, and Ulysses Fagundes-Neto Diffusely Adherent Escherichia coli as a Cause of Acute Diarrhea in Young Children in Northeast Brazil: a Case-Control Study. J Clin Microbiol. 2002 Feb; 40(2): 645-648.
Род Escherichia включает несколько видов, но безоговорочным лидером среди них является кишечная палочка-E.coli. Это типовой вид семейства Enterobacteriaceae, объединяющего грамотрицательные факультативно-анаэробные палочковидные бактерии, которые не образуют спор и обладают рядом других общих признаков.
В родовом названии закреплен приоритет немецкого бактериолога Т. Эшериха, выделившего кишечную палочку в 1885 г. из фекалий ребенка с «детской холерой», которая была широко распространена в Европе. Но признание ее болезнетворности задержалось на долгие годы. Дело в том, что сходные бактерии неизменно выявлялись в кишечнике здоровых детей и взрослых, что противоречило одному из постулатов Коха, жестко разграничивавших патогенные и безвредные микробы. Убиквитарность кишечной палочки зафиксирована и в первом названии, предложенном Т. Эшерихом-Bacterium coli communis. Ее роль в патологии кишечника не отрицалась, но у многих вызывала сомнения. Более убедительным выглядело участие кишечной палочки во внекишечной патологии, особенно при воспалительных заболеваниях мочевыводящей системы. Широкое представительство в нормальной микрофлоре служило поводом для признания безвредности кишечной палочки. Попытки изменить положение, признав за эшерихиями патогенетическую неоднородность, воспринимались с интересом, но не вели к продуктивным обобщениям. Радикальный сдвиг произошел в 1950-х гг. после того, как датский бактериолог Ф. Кауфман обосновал принципы серологичесой классификации (иммунотипирования) эшерихии на основе поверхностных антигенов.
Морфология. Е. coli представлены прямыми грамотрицательными палочками, размером 0,44-0,6x2,0-^-6,0 мкм, подвижные за счет пе-ритрихиально расположенных жгутиков. Для некоторых характерно наличие микрокапсулы, построенной из гомополимера сиаловой кислоты; такие штаммы обозначаются как К + . "
Культуральные свойства. На плотных средах образуют колонии в S- и R-формах. Колонии в S-форме гладкие, блестящие, полупрозрачные. На жидких средах образуют диффузное помутнение и придонный осадок.
Биохимические свойства. Обладает выраженной биохимической активностью (см. табл. 16.9). Биохимические свойства, составляющие основу дифференциальной диагностики при проведении бактериологического исследования, следующие:
продукция кислоты и газа при ферментации глюкозы,
ферментация лактозы,
неспособность образовывать сероводород,
продукция индола.
Антигенная структура. Е. coli обладает сложной антигенной структурой:
а) имеет соматический О-антиген, определяющий серогруппу. Известно около 171 азновидностей О-антигена;
б) поверхностный К-антиген может быть редставлен 3 антигенами: А, В и L, отличающимися по чувствительности к температуре и химическим веществам. У эшерихий встречается более 97 разновидностей К-антигена, преимущественно В типа. К-антиген обладает способностью маскировать О-антиген, вызывая феномен О-инагглютинабельности. В этом случае О-антиген можно выявить только после разрушения К-антигена кипячением;
в) типоспецифическим антигеном является Н-антиген, определяющий серовар, которых насчитывается более 57.
Антигенная структура обозначается формулами серогруппы как О:К, серовара - О:К:Н, например: 012:В6:Н2.
Обычно выявляют лишь О-групповую принадлежность, так как именно этот признак лучше всего согласуется с патогенностью (хотя и не объясняет ее!).
Штаммовое многообразие в сочетании с реактивностью хозяина определяют эколого-патогенетической стратегии кишечной палочки:
(1) непатогенные (резиден тные) комменсалы, пожизненно колонизирующие толстый кишечник;
(2) эшерихии, вызыва ющие внекишечные поражения - от цистита до сепсиса; такие инфекции обычно возникают эндогенно, за счет штаммов, колонизирующих кишечник;
(3) диареегенные эшерихии, которые имеют экзогенное происхождение, не задержи ваются в организме (транзиторные штаммы) и, с этой точки зрения, могут считаться патоген ными разновидностями кишечной палочки.
Резистентность. В течение нескольких месяцев сохраняется в воде и почве. Погибает при нагревании до 55 °С в течение 60 мин, при 60 °С - в течение 15 мин. Эшерихий в окружающей среде способны переходить в некультивируемую форму
Экология, особенности распространения и патогенеза. Вид Е. colint является однородным, а подразделяется на подвиды. Различают условно-патогенные эшерихий и диареегенные.
Условно-патогенные эшерихий входят у человека в состав микрофлоры кишечника и влагалища. Е. coli также составляют микрофлору кишечника млекопитающих, птиц, рептилий, рыб. С испражнениями микроб выделяется в окружающую среду. Присутствие кишечной палочки в воде, почве, продуктах, предметах обихода является показателем фекального загрязнения.
Условно-патогенные Е. coli способны вы зывать эндогенные гнойно-воспалительные процессы различной локализации, назы ваемые парентеральными эшерихиозами. Парентеральный эшерихиоз может нроте кать в виде сепсиса, нагноения ран, вторич ной пневмонии, инфекции мочевыводяших путей. Часто возникает на фоне иммуноде фицита,
Штаммы Е. coli , вовлеченные в инфекционный процесс нижних отделов мочевыводящих путей, обладают специфическим О-антигеном, позволяющим им адгезироваться на поверхности эпителия мочевого пузыря. Те штаммы Е. coli , которые вызывают инфекцию верхних отделов мочевыводящих путей (пиелонефрит), имеют особые Р-фимбрии, обладающие антигенными свойствами. Эти Р-фимбрии поз-
воляют микробу адгезироваться на эпителии собирательных канальцев. Е. coli , вызывающие инфекцию мочевыводящих путей, чаще относятся к серогруппам 02, Об, 09. Некоторые из них обладают гемолитической активностью за счет наличия Н1у-плазмиды.
Подавляющее число (около 80 %) менингитов новорожденных вызваны Е. coli , которой новорожденный заражается через родовые пути. Е. coli , вызывающая неонатальный менингит, часто обладает микрокапсулой, состоящей из гомополимера сиаловой кислоты. Наличие микрокапсулы придает возбудителю антифагоцитарные свойства, так как микроб перестает опсонизироваться из-за потери способности активировать комплемент.
Из условно-патогенных Е. coli могут формироваться полирезистентные к антибиотикам штаммы за счет приобретения R-плазмид, которые становятся возбудителями ВБИ.
Патогенные Е. coli , которые являются возбудителями кишечного эшерихиоза, ОКИ, получили название диареегенных.
ОСТРЫЕ КИШЕЧНЫЕ ИНФЕКЦИИ
Заражение кишечной палочкой происходит тотчас после рождения и завершается бессимптомной колонизацией толстого кишечника, где эшерихии доминируют среди аэробной (точнее факультативно-анаэробной) микрофлоры. Незаметно проходит и инфицирование большинством штаммов в дальнейшей жизни. Гораздо реже развивается острая (диарейная) патология кишечника - эшерихиозы или кишечная коли-инфекция. Диареегенность (т.е. способность поражать эпителий кишечника) зафиксирована у представителей многих О-групп, хотя внутри каждой из них не все штаммы обладают такой способностью. О-антиген маркирует потенциальную болезнетворность, реализация которой требует дополнительных факторов.
Эпидимиолог ия.
Эшерихиозы относятся к заболеваниям антропонозным с фекально-оральным механизмом передачи. Исключение составляют энтерогем оррагически е эшерихии, резервуаром которых служит, по-видимому, крупный рогатый скот. Другие диареегенные эшерехии тоже циркулируют среди животных, птиц и даже насекомых (тараканов), но это вряд ли имеет эпидемическое значение.
Ведущая роль принадлежит
Пищевому пути передачи, прежде всего через молоко и молочные продукты.
Вторым по значению является водный путь.
Контактно-бытовая передача (предметы обихода или ухода за ребенком, руки матерей, персонала детских учреждений и больничных стационаров) возможна при заражении грудных детей ЭПКП-штаммами (см. ниже).
■Агрессивность диареегенных эшерихий невысока. П атогенетически значимая дозировка составляет 10 6 -10 9 бактерий, что на несколько порядков больше, чем у сальмонелл брюшного тифа и шигелл. Восприимчивость сильно зависит от штаммовых особенностей и гораздо выше у детей младшего возраста, особенно первого года жизни._ Приобрет ение_возра стной устойчивости может быть связано с вакцинальным (протективным) эффектом эшерихий-коменсал ов, располагающих общими антигенами с вирулентными штаммами, а также с субклиничес ким инфицированием диареегенными эшерихия- ми.
Инкубационный период обычно составляет 1-3 дня и никогда не превышает 7 дней.
Главным источником инфекции служат больные (нередко со стертыми формами заболевания), выделяющие с фекалиями огромное количество возбудителя. Меньшее значение имеют реконвалес-центы и бактерионосители. Это связано с тем, что носительство редко затягивается более 2-3 недель, а количество выделяемых бактерий настолько мало, что не представляет прямой угрозы. Опасным является загрязнение продуктов питания, в которых кишечная палочка находит подходящие условия для размножения. Этим объясняется эндемичное распространение эше-рихиозов в жарких регионах с низким уровнем санитарной культуры. В промышленных странах умеренного пояса колиинфекция встречается редко.
На основании патогенетических механиз мов, серологических маркеров и эпидемиологических особенностей дифференцируют пять разновидностей диареегенных эшерихий:
(1) энтеротоксигенные,
(2) энтеропатогенные,
(3) энтероинвазивные,
(4) энтерогеморрагические и
(5) энтероагрегирующие (энтероадгезивные).
Энтеротоксигениые кишечные палочки (ЭТКП) обнаружены среди представителей более 70 О-групп, чаще среди Об, 078, 0128 и 0153 (в сумме они составляют более половины ЭТКП). ЭТКП продуцируют токсины, нарушающие балланс между секрецией и всасыванием жидкости эпителиальными клетками тонкого кишечника. Избыток воды и электролитов в просвете кишечника вызывает диарею. Возможны различные формы заболевания - от легкой диареи до холероподобной интоксикации («малая холера»). Болеют дети и взрослые. Лишь в редких случаях (чаще у недоношенных новорожденных) дегидратация требует неотложной помощи (регидратационнойтерапии).
Распространение бактерий ограничено поверхностью слизистой оболочки, энтероциты не инвазируются и структурно не повреждаются. Об этом, в частности, свидетельствуют отсут ствие воспалительной реакции в стенке кишеч ника и водянистые испражнения без примеси сли зи и крови . Такой тип диареи называют «секреторным», противопоставляя инвазивному варианту, который наблюдается при деструкции кишечного эпителия. Секреторная диарея возникает вследствие гиперсекреции Na\ CI и воды каемчатыми клетками крипт при ослаблении альтернативной функции тонкого кишечника - всасывания электролитов и воды ворсинчатыми клетками слизиситой оболочки.
Наиболее известны два эшерихиозных энтеротоксина-- термолабильный (LT ) и термостабильныи(S Т) . Они закодированы в плазмидах - дискретных или общих. В последнем случае оба токсина синтезируются одновременно (около 5% штаммов).
LT образуют примерно 25% штаммов ЭТКП. По механизму действия (АДФ-рибозил-трансфераза) А-В токсин и даже по антигенным свойствам он похож на холероген - энтеротоксин холерного вибриона. После рецепции ганглиозидами А энтероцитов LT (точнее его А-субъединица) проникает в клетку и инактивирует (АДФ-рибозилирует) регуляторный белок, контролирующий активность аденилатциклазы. Диареегенный эффект связан с повышением внутриклеточного уровня циклического аденозинмонофосфата (рис. 2).
ST (его продуцируют около 70% штаммов ЭТКП) выглядит и действует иначе, хотя с патогенетической точки зрения делает «общее дело». Он состоит из двух низкомолекулярных пептидов (StA и StB), которые обладают слабой иммуногенностью и устойчивы к прогреванию, протеолитическим ферментам и кислотам. ST не проникает в клетку, действуя на рецепторы энтероцитов, связанные с мембранной гуанилат-циклазой. Усиление синтеза циклического гуа-нозинмонофосфата нарушает внутриклеточный. баланс по циклическим нуклеотидам, провоцируя гиперсекрецию воды и электролитов.
Токсинообразованию предшествует закреп ление ЭТКП на энтероцитах , особенно проксимальных отделов тонкого кишечника. Это требует нестандартной атрибутики, которой лишены «обычные» кишечные палочки, населяющие толстый кишечник. Среди факторов, обеспечиваюших избирательную колонизацию энтероци-тов, лучше всего изучены CFA / I , CFA / II и CF / IV (от англ. colonization factor antigens ). Они примерно поровну распределены между ЭТКП-штаммами и представляют собой лектины 1 "Лектинами называются белки, избирательно свя зывающие определенные углеводы (от лат. legere - выби рать) , структурно оформленные в виде пилей/фимбрий (рис. 3). По одной из общих классификаций принято дифференцировать маннозочувстви тельные и маннозорезистентные адгезины эше рихий. Первые взаимодействуют с маннозными радикалами гликопротеинов и поэтому блокируются маннозой и ее производными, вторые - не реагируют с маннозой. CFA маннозорези-стентны, что выделяет их из обширного арсенала фимбрий и нефимбриальных факторов, задействованных в «банальной» колонизации
толстого кишечника. В отличие от них CFA вопринимаются теми же клеточными ганглио-зидами (GM1), которые фиксируют LT. Заметим, что фимбрии ЭТКП животных (К88, К89, 987Р) тоже резистентны к маннозе, хотя и неидентичны адгезинам «человеческих» ЭТКП. Это объясняет причину антропонозности энтеро-токсигенных колиинфекций : ЭТКП животных не способны колонизировать тонкий кишечник человека, что, кстати, справедливо и для других категорий диареегенных эшерихий (см. ниже). Эн-теротоксины ЭТКП человека и животных структурно тоже неидентичны, хотя и близки по механизму действия.
CFA закодированы в плазмидах «по сосед ству» с генами энтеротоксинов, и лишь одновременная экспрессия cfa - и tox -генов обеспечивает ЭТКП-вирулентность . Без колонизирующих факторов энтеротоксины патогенетически инертны точно так же, как CFA-адгезины без токсигенности. Изучение факторов колонизации продолжается. К этому побуждают наблюдения о штаммах ЭТКП, лишенных CFA: они составляют около 20% выделяемых культур. Кстати, С F/II и CF/IV сами по себе неоднородны. Каждый из них состоит из трех антигенов - CS1, CS2, CS3 (СРАЛ1) и CS4, CS5, CS6 (CFA/IV) (от англ. cell surface). СРЛ структурно гомогенен.
ЭТКП остаются главной причиной спорадических и эпидемичных детских диарей в развивающихся странах тропического и субтропического поясов. В развитых странах ЭТКП заявляют о себе редко, главным образом в виде «диареи путешественников», которая наблюдается у туристов, посещающих неблагополучные по ЭТКП-инфекциирегионы.
Энтеропатогенные кишечные палочки (ЭПКП) . С них в 1950-х гг. стартовал современный этап в изучении диареегенных эшерихий. Этим объясняется неудачный универсализм термина (энтеропатогенность), который в равной мере можно распространить на все диарее-генные эшерихий. ЭПКП, к которым относятся представители около 20 О-серогрупп (чаще 055, 0111,0119, 0127, 0128), вызывают поражение тонкого кишечника у детей младшего возраста (до двух лет, обычно на первом году жизни). Ранее заболевание именовалось «токсической диспепсией».
ЭПКП поражают тонкий кишечник. В основе диарейного синдрома лежит перестройка внутриклеточного гомеостаза энтероцитов, которая возбуждается сигналами с клеточных рецепторов, оккупируемых адгезинами ЭПКП. Итогом является сглаживание микроворсинок из- за аккумуляции филаментозного актина в зоне цитоплазмы, прилегающей к месту первичной адгезии бактерий . Это ведет к нарушению всасывания жидкости, инициируя диар секреторного типа (см. выше). К числу главн£ адгезинов относятся закодированные в хромосоме белки наружной мембраны, именуемые « интиминами» 1 "Термин подчеркивает исключительно плотные («интимные») контакты бактерий с клетками, лишен ными микроворсинок , и производные плазмиды с молекулярной массой 60 мД - обязательного атрибута ЭПКП.
В целом по своим патогенетическим последствиям ЭПКП-адге зия,уникальна, получив название механизма «прикрепления-сглаживани я » (англ. attaching -effacing).
ЭПКП-диарею причисляют к энтеритам, хотя патогенетически это неверно. Поражение энтероцитов носит функциональный характер и, подобно энтеротоксигенной диарее; не сопро вождаются размножаются в эпителиоцитах толстого кцшечника и, повреждая их, индуцируют воспаление и изъязвление слизистой оболочки. Энтероинвазивность ограничена представителями нескольких О-групп: 028,0112,0124,0136,0143, 0144, O152, O164. Они отвечают за небольшой процент всех случаев бактериальной дизентерии, значительно уступая шигеллам. Но этого достаточно, чтобы сделать проблему ощутимой в абсолютном исчислении, особенно при низком уровне санитарной культуры. ЭИКП обычно поражают детей - спорадически или в виде вспышек в организованных коллективах. Взрослые страдают редко - во время водных или пищевых эпидемий.
ЭИКП, Энтероинвазивность отражает сходство между эшерихиями и шигеллами. Гомология их ДНК превышает 90%, чего вполне достаточно для объединения на уровне рода и даже вида. Подобные попытки делались неоднократно, но практические соображения и сила традиций взяли верх над академическими претензиями, обеспечив незыблемость этих двух классических групп энтеробактерий. Вместе с тем при столь плотном родстве следует ожидать промежуточные формы, разделяющие свойства эшерихии и шигелл. Именно к таким «гибридам» относится большинство энтероинвазивных штаммов кишечной палочки. Многие из них были обнаружены благодаря своей «атипичности», т.е. наличию признаков, общих с шигеллами: неподвижность, анаэрогенность (ферментация углеводов без газа), замедленная ферментация лактозы или полное отсутствие этого признака, родство по О-антигенам. Об их инвазивности судят по способности вызывать кератоконъюнктивит при закапывании бактериальной взвеси в конъюнктиваль-ный мешок морской свинки или по цитопатичес-кому эффекту в культурах эпителиаль ных клеток. Таксономические сомнения устраняют за счет расширения набора биохимических тестов. По ряду признаков (продукция лизиндекарбоксилазы, ферментация цитрата, утилизация ацетата натрия в качестве единственного источника углерода)такие культуры отличаются от шигелл и рассматриваются как атипичные эшерихии Классические (т.е. быстро ра злаг ающие лактозу) штаммы иногда тоже энтероинвазивны, хотя при внимательном анализе у них удается обнаружить признаки фенотипического подобия шигеллам (например, отсутствие лизиндекарбоксила-зы).
Сходство с шигеллами распространяется и на механизмы, обеспечивающие инвазивность. Их контролируют плазмидные гены, гомологичные плазмидам вирулентности шигелл. Эффекторы инвазии точно неизвестны, но их аналогия с факторами шигелл несомненна. Инвазия начинается с пенетрации М-клеток кишечного эпителия и эволюционирует через латеральные контакты эпителиоцитов. Внутри клеток бактерии продуцируют ферменты, которые лизируют стенку фагосом, вызывая повреждение эпителиоцитови распространениеинфекции.
Энтерогеморрагические кишечные палоч ки (ЭГКП). С точки зрения вирулентности, это, пожалуй, наиболее оснащенная разновидность эшерихии. Большинство ЭГКП относится к се-рогруппе O157 (серотип О157:Н7), реже к 026, Olll, O145. ЭГКП колонизируют толстый кишечник (особенно слепую кишку), вызывая геморрагический колит. В отличие от щ игеллез ных и Э И КП-поражений кровянистые ис праж- нени я_б едны лейкоцитами. З аболевание сопровождается общей интоксикацией (тошнота, рвота), а в самых тяжелых (к счастью, редких) случаях внекишечными симптомами, к наиболее грозным из которых принадлежит гемолитико- уремический синдром (гемолитическая анемия, тромбоцитопения, острая поч ечная недостаточность). Впрочем, нередко инфекция протекает легко, возможно здоровое носительство.
Инициирующая роль принадлежит агрессивной интиминзависимой адгезии, прокомментированной выше на модели ЭПКП. За ней следует продукция токсинов, которые оказывают местное действие (геморрагический колит) и вызывают системные эффекты (поражение почек, центральной нервной системы, внутрисосудис-тый гемолиз). Известно несколько цитотокси-ческих факторов ЭГКП, которые легко обнаружить по гемолизу, хотя это лишь одно из проявлений их мембранотропной (цитолитической) активности. Кроме гемолизинов , продуцируемых штаммами многих О-групп, ЭГКП секретируют специфические цитолизины. Их называют веротоксинами » (по токсическому действию в культуре клеток линии «Vero») или «шигоподобными токсинами», подразумевая сходе (прежде всего нейротропность) с токсин Shigella dysenteriae. Описаны и особые, энтерогеморрагические гемолизины. Возможно, речь идет об одних и тех же факторах, хотя сложно* токсинового спектра ЭГКП не вызывает comнений. Можно размышлять лишь над патогенеческим лидерством отдельных токсинов, незабывая о вероятности кооперативных эффекте ЭГКП-цитолизины имеют плазмидную природу. Плазмидные гены необходимы и для коллонизации кишечника. Подобно ЭПКП, энтерогеморрагические штаммы несут плазмиду (р!5 м.м. 60 мД), продукты которой, наряду с инл мином и еще одним, 94 кД-белком наружно мембраны, включаются в патогенетически знг чимую адгезию.
Есть основания полагать, что в отличии от других колиинфекций ЭГКП-эшерихиозы являются зоонозами. Наиболее вероятным источником заражения считается крупный рогатый скот. Об этом свидетельствует ряд вспышек О157-эшерихиоза, зафиксированных в Канаде США и Японии. Заражение происходит npи употреблении в пищу мяса (после недостаточной термической обработки), а также сырого молока. Впрочем, не все спешат отказываться * от антропогенности, предпочитая говорить об антропозоонозном характере инфекции. Еще один парадокс: ЭГКП-эшерихиозом не болеют дети первого года жизни. Возможно, это тоже результат необычной для эшерихиозов эпидемиологии данной инфекции: новорожденные максимально защищены от контактов с «зоонозными микробами».
Энтероагрегирующие (энтероадгезивные) кишечные палочки (ЭАКП). Дополнительным поводом к усложнению классификации диарее-генныхэшерихий явились морфологические особенности их адгезии в культурах эпителиальных! клеток человека (НЕр-2 и HeLa). Один из вариантов адгезии, напоминающий кирпичную кладку (stacked-brick), обусловлен фиксацией на клеточной мембране бактериальных агрегатов (рис. 5). Такие штаммы выделены в самостоятельную категорию диареегенных эшерихий и считаются одним из возбудителей диарейного; (особенно упорно протекающего) синдрома у детей. ЭАКП колонизируют различные отделы f кишечника и продуцируют несколько цитотокси-нов. Структурная основа и патогенетическая значимость ЭАКП-адгезивности неизвестны. Непонятно и то, почему, обладая широкими способностями к колонизации кишечного эпителия, ЭАКП поражают преимущественно толстый кишечник.
ЭТКП являются возбудителями холеропо-добных заболеваний у детей и взрослых.
Патогенность определяется выработкой термолабильного (LT), структурно и функционально связанного с холерным токсином, и термостабильного (ST) энтеротоксинов, детерминированных Ent-плазмидой, и факторами колонизации CF (colonization factor, англ.), синтез которых также детерминируется плаз-мидами. Благодаря CF, ЭТКП размножаются на поверхности эпителия тонкой кишки (см. табл. 16.10). Колонизация ЭТКП поверхности слизистой тонкого кишечника обеспечивает массивный выброс энтеротоксинов, которые нарушают водно-солевой обмен в кишечнике, приводя к развитию водянистой диареи. Механизм развития диарейного синдрома связан с активацией LT аденилатциклазы кишечника, a ST - гуанилатциклазы. С ЭТКП связано 17 серогрупп, среди них серовары О6:Н16, О8:Н9, О78:Н11, О148:Н28. Заражение ЭТКП происходит водным и алиментарным путями.
ЭИКП способны внедряться и размножаться в эпителиальных клетках слизистой станки толстого кишечника, вызывая их деструкцию. Это обусловлено наличием у ЭИКП плазмиды размером 140 мДа, идентичной таковой у шигелл, кодирующей синтез поверхностных белков, опосредующих процесс инвазии в клетки слизистой толстого кишечника. Следствием этого является развитие дизентериеподобного заболевания. Заражение ЭИКП происходит водным и алиментарным путями, возможны вспышки ВБИ, вызванных ЭИКП. С ЭИКП связаны серогруп-пы 0124,0144, 0152 (более 9 серогрупп).
ЭПКП вызывают диарею у детей первого го да жизни. Заболевание передается в основном контактно-бытовым путем, часто протекает как ВБИ в отделениях для новорожденных и грудных детей, находящихся на искусственном вскармливании. ЭПКП обладают способностью размножаться на поверхности эпителия тонкого кишечника с разрушением микроворсинок и повреждением апикальной поверхности эпителия (см. табл. 16.10). Процесс обеспечивается белком наружной мембраны, детерминированным хромосомным геном, который получил название ИНТИМИНА, и белком, синтез которого детерминирован плазмидой размером 60 мДа. С ЭПКП связаны серогруппы 055, 0111, 026, 018 (всего 13), некоторые серовары которых, например О55:Н10, О111:Н2, O26:HNM, продуцируют шигаподобные токсины.
ЭГКП способны вызывать у людей кровавый понос (геморрагический колит) с последующим осложнением в виде гемолитического уремичес кого синдрома, тромботической тромбоцитопе- нической пурпуры. Наибольшее эпидемическое значение имеет ЭГКП серовара О157:Н7 и O157:HNM. Источником инфекции являются крупный рогатый скот и овцы. Основной путь передачи - алиментарный через мясо, прошедшее недостаточную термическую обработку. Поражаются слепая, восходящая и поперечная толстые кишки. Механизм взаимодействия ЭГКП с поверхностным эпителием кишки происходит так же, как и у ЭПКП, по 2-му типу (см. табл. 16.10). В этом взаимодействии участвует белок наружной мембраны интимин, синтез которого детерминирован хромосомным геном, и, возможно, фимбрии, детерминированные плазмидой размером 60 мДа, которую называют плазми-да 0157. Плазмида 0157 детерминирует также синтез гемолизина, который способствует нарушению барьерной функции кишечника. Развитие геморрагического колита связано со способностью ЭГКП продуцировать шигаподобные токсины (см. гл. 16.2.1.3), синтез которых обеспечивается конвертирующими фагами. У ЭГКП встречается 2 типа шигапо-добных токсина. Серовар ЭГКП 0157 может продуцировать как один тип шигаподобного токсина, так и оба сразу. Серовар ЭГКП 0157: Н7 не обладает способностью утилизировать сорбит, что используется при проведении бактериологического исследования.
Иммунитет. Парентеральные эшерихиозы чаще возникают на фоне иммунодефицитных состояний. Надежный иммунитет к ним не вырабатывается.
При кишечных эшерихиозах наблюдается выработка местного иммунитета, опосредованного секреторным IgA. После кишечного эшерихиоза, вызванного ЭТКП, происходит выработка антител к субъединице В LT, им-мунологически родственной субъединице В холерного токсина.
У детей первого года жизни пассивный трансплацентарный иммунитет к ЭИКП обеспечивается проходящими через плаценту IgG. Естественный иммунитет детей первого года жизни обеспечивается колонизацией кишечни-
ка к 5-му дню жизни бифидобактериями и антителами, находящимися в материнском молоке.
Специфическая профилактика. Не разработана.
Неспецифическая профилактика. Сводится к соблюдению санитарно-гигиенических правил, санитарному контролю за источниками водоснабжения, пищевыми предприятиями, продуктами питания.
Микробилогическаядиагностика. Осуществляется проведением бактериологического исследования. Материалом для исследования при кишечных эшерихиозах служат испражнения, при парентеральных - материал из соответствующего инфекционного очага (моча, отделяемое раны, кровь). Исследуемый материал (кроме крови) засевается на дифференциальные лактозосодержащие среды; после инкубации при 37 "С в течение 18 ч отбираются колонии, агглютинирующиеся поливалентной ОВ-агглютинирующей сывороткой, которые подвергаются идентификации до вида по биохимическим тестам, с последующим определением их серологического варианта.