2014-02-05
11653
Классификация энтеробактерий
Антигенное строение
Культуральные свойства
Биологические свойства
Все энтеробактерии палочки средней величины с закругленными концами, расположенные беспорядочно, аспорогенны, грамотрицательны, капсулообразование непостоянно. Одни энтеробактерии подвижны за счет перитрихиально расположенных жгутиков, другие неподвижны. По типу получения энергии являются факультативными анаэробами.
Все энтеробактерии нетребовательны к питательным средам и растут на простых. На МПА образуют однотипные колонии средней величины, круглые, гладкие, выпуклые, бесцветные. На МПБ – равномерное помутнение.
Биохимические свойства общие для всего семейства (по этим свойствам сем. Enterobacteriaceae отличается от других сходных по морфологическим свойствам семейств одной группы по Берджи)
1. Расщепляют глюкозу до кислоты или до кислоты и газа;
2. редуцируют нитраты в нитриты;
3. Каталаза +, оксидаза -, OF-тест +/+ (окисление и ферментация).
Все энтеробактерии имеют О-антиген, который локализован в клеточной стенке, К-антиген, который находится либо в капсуле, либо в субстанции, окружающей клеточную стенку. Подвижные представители имеют Н-антиген. Также обнаруживается аниген фимбрий (пилей, ворсинок) – Fi-антиген.
Поскольку все энтеробактерии родственны, то возможен обмен генетическим материалом, в результате чего возникают атипичные штаммы.
Современная классификация основана на их биологических свойствах и данных геносистематики. Согласно современной классификации сем. Enterobacteriaceae подразделяется на 40 родов. По биохимическим свойствам роды делятся на виды. У энтеробактерий возможна дальнейшая внутривидовая классификация на ферментовары, биовары, фаговары, колициновары, серогруппы и серовары, а также резистовары (по спектру устойчивости к антибиотикам).
В настоящее время доказано, что патогенез любого заболевания является проявлением взаимодействия бактерий с соответствующими структурами макроорганизма. Это взаимодействие складывается из следующих этапов: адгезия, колонизация, инвазия и продукция токсинов.
Факторы патогенности энтеробактерий делят на 4 группы:
1. Факторы, определяющие взаимодействие бактерий с эпителием соответствующей экологической ниши. Эти факторы обеспечивают колонизацию зоны первичного инфицирования. Эпителиальные клетки на протяжении ЖКТ отличаются, а разные энтеробактерии обладают тропизмом к различным эпителиальным клеткам. Например, шигеллы прикрепляются к рецепторам мембран колоноцитов, а сальмонеллы – к рецепторам энтероцитов.
Этот первоначальный этап, который начинается с адгезии, основанной на избирательном взаимодействии бактерий с рецепторами эпителиоцитов, является обязательным для возникновения любого инфекционного процесса.
За адгезию у бактерий отвечают или пили, или так называемые завитки (“curli”). Если эти структуры отсутствуют, то адгезия осуществляется нефимбриальными адгезинами, в качестве которых могут выступать активные молекулы на поверхности клеточной стенки.
В настоящее время полагают, что сигналы, генерируемые при адгезивных взаимодействиях, могут напрямую вызывать диарею.
2. Факторы, обеспечивающие устойчивость бактерий к факторам защиты макроорганизма и способность размножаться in vivo
У патогенных энтеробактерий к этим факторам относятся О-, К- и Vi-антигены, антилизоцимный фактор, ЛПС и α-гемолизины.
3. Факторы, индуцирующие синтез цитокинов и медиаторов воспаления, ассоциирующихся с иммунопатологией - бактериальные модулины.
У патогенных энтнробактерий в качестве модулинов могут выступать токсические продукты, ферменты и другие вещества. Уже в момент адгезии эпителиоциты вырабатывают провоспалительные цитокины и молекулы адгезии, которые активируют нейтрофилы, макрофаги, эозинофилы и стимулируют выход лейкоцитов из сосудов и инфильтрацию кишечной стенки, что способствует развитию воспалительной реакции.
4. Токсины и токсические продукты.
Различают четыре типа токсинов:
1) Энтеротоксины – не влияют на ионную секрецию энтероцитов и не повреждают их. Синтез этих токсинов кодируется плазмидой. Различают 2 группы энтеротоксинов:
- LT – токсин, стимулирующий аденилатциклазу;
- ST – токсин, стимулирующий гуанилатциклазу.
2) Токсины, нарушающие цитоскелет клетки:
- цитолетальноделитирующий токсин (CLDT) – вызывает увеличение клетки, фрагментацию ядра и гибель клетки в течение 96-120 часов;
- цитотоксиннекротизирующий фактор (CNF) – провоцирует репликацию ДНК без деления, что приводит к образованию нежизнеспособных гигантских многоядерных клеток.
3) Токсины, вызывающие гибель клетки – токсин Шига и шигоподобные токсины, а также энтерогемолизины.
4) Токсины, влияющие на нервную систему кишечника посредством выделения нейромедиаторов-трансмиторов, что приводит к активизации гладкой мускулатуры кишечника.
Род Escherichia
По биохимическим свойствам делится на 11 видов, из которых наиболее хорошо изучен E. coli.
Морфологические свойства E. coli в основном соответствуют характеристике семейства, однако кишечная палочка капсулу не образует, в большинстве подвижны.
Биохимические свойства E. coli в основном соответствуют характеристике семейства, однако большинство штаммов лактозопозитивны, углеводы ферментируют до кислоты и газа.
Вид E. coli включает многочисленных представителей, которые внутри вида подразделяются на ферментовары, фаговары, колициновары, а также серогруппы и серовары.
Антигенное строение. E. coli имеет О-, К- и Н-антигены. По О-антигену E. coli подразделяется на серогруппы (О1, О2 …); их более 160. Если у выделенной культуры определены все антигены, то для культуры определен серовар (например, О1К12Н5). В практических лабораториях определяют только серогруппу.
Представители вида E. coli по своим патогенным возможностям подразделяются на условно-патогенные и патогенные (диареегенные). Патогенные E. coli принадлежат только к определенным серогруппам (в настоящее время их 56).
Условно-патогенные E. coli входят в состав нормальной микрофлоры организма человека, составляя основную массу аэробной микрофлоры толстого кишечника.
Дисбактериоз толстого кишечника клинически может протекать с симптоматикой кишечной инфекции. В этом случае антибиотики не назначают.
Условно-патогенные E. coli как и все энтеробактерии могут вызывать эндогенную коли-инфекцию, которая возникает при снижении иммунологической реактивности, когда собственные E. coli покидают место своего обычного обитания и гематогенно или лимфогенно распространяются по всему организму и вызывают различные ГВЗ.
Условно-патогенные E. coli в настоящее время делят на 3 патовара:
1. MENEC – менингиальные кишечные палочки, вызывают менингиты;
2. SEpEC – септицимические кишечные палочки, вызывают сепсис;
3. UPEC – уропатогенные кишечные палочки, вызывают уретриты.
Патогенные E. coli вызывают экзогенные коли-инфекции (эшерихиозы). Эшерихиозы вызывают:
1. E. coli, попавшие из вне;
2. только диареегенные E. coli;
3. эшерихиозы протекают с клиникой кишечных инфекций и могут регистрироваться в виде спородических случаев или в виде вспышек.
Диареегенные E. coli по биологическим делятся на 6 патоваров:
1. ETEC – энтеротоксигенные кишечные палочки;
2. EIEC – энтероинвазивные кишечные палочки;
3. EPEC – энтеропатогенные кишечные палочки;
4. EHEC – энтерогеморагические кишечные палочки;
5. EaggEC – энтероагрегативные кишечные палочки;
6. DAEC – диффузноприкрепляющиеся кишечные палочки.
Патовары E. coli отличаются по своим биологическим свойствам и факторам вирулентности, что находит отражение в патогенезе и клинике вызываемых заболеваний.
ETEC
1. Обладают тропизмом к рецепторам энтероцитов.
2. Основным фактором вирулентности является CF-фактор (фактор колонизации) и продукция энтеротоксина. Эти факторы кодируются плазмидой. После адгезии кишечные палочки благодаря наличию фактора колонизации быстро заселяют слизистую оболочку тонкого кишечника, внутрь энтероцитов они не проникают и не повреждают их. Усиленное размножение (колонизация) сопровождается продукцией энтеротоксина, который по своим биологическим свойствам сходен с токсином холерного вибриона – холерогеном.
3. Клиника заболеваний, вызванных ETEC, сходна с холерой.
EIEC
1. Обладают тропизмом к эпителиальным клеткам толстой кишки (колоноциты).
2. Основной фактор вирулентности – наличие белков наружной мембраны (БНМ), синтез которых кодируется плазмидой. Плазмида и БНМ сходны с таковыми у шигелл. После прикрепления к рецепторам колоноцитов они проникают в эпителиальные клетки, размножаются, что приводит к гибели эпителиальных клеток. Следовательно, EIEC обладают способностью к внутриэпителиальному размножению.
3. Заболевания, вызванные EIEC, клинически протекают как дизентерия.
EPEC
1. Обладают тропизмом к энтероцитам.
2. Основной фактор вирулентности – способность к ограниченной инвазии.
3. Клиника заболеваний, вызванных EPEC, – гастроэнтериты у детей до года.
EHEC (О157:Н7)
1. Обладают тропизмом к колоноцитам.
2. Основной фактор вирулентности – продукция двух шигоподобных токсинов (SLT). Синтез этих токсинов кодируется профагом, что является результатом лизогенной конверсии.
3. Клиника заболеваний, вызванных EHEC, – гемоколит с возможным осложнением в виде уремического гемолитического синдрома (в основном с летальным исходом).
МБД
В настоящее время существуют два подхода диагностики эшерихиозов:
1. В России – проведение обычного бактериологического исследования, в ходе которого необходимо определение принадлежности выделенной кишечной палочки к патогенной серогруппе.
В настоящее время доказано, что патогенные кишечные палочки внутри серогруппы принадлежат только к определенным сероварам.
2. Определение генов, которые кодируют основные факторы вирулентности, с помощью ПЦР. У ETEC это плазмидные гены, отвечающие за синтез LT-токсина (его также можно определить с помощью ИФА). У EIEC определяют плазмидные гены, кодирующие синтез БНМ. У EPEC определяют гены, кодирующие синтез белка интина. У EHEC проводят определение генов, кодирующих SLT.
Специфическая профилактика не разработана. Были попытки создать фимбриальные вакцины, которые блокировали бы адгезию.
Этиотропная терапия: в тяжелых случаях применяют антибиотики, кроме заболеваний, вызванных EHEC, для которых используют дезинтоксикационную терапию.
Род Shigella
Представители этого рода являются возбудителями бактериальной дизентерии.
Морфологические свойства шигелл в основном соответствуют характеристике семейства, однако они капсулу не образует, неподвижны.
Биохимические свойства. Первые сутки все шигеллы лактозоотрицательные, углеводы ферментируют только до кислоты.
Международная классификация шигелл основана на биохимических свойствах и антигенном строении. Выделяют 4 вида шигелл:
| Shigella dysenteriae | Lac- man- | Внутри вида подразделяется на 12 сероваров, 1 серовар – шигелла Григорьева-Шига |
| Shigella flexneri | Lac- man+ | 6 сероваров |
| Shigella boydii | Lac- man+ | 18 сероваров |
| Shigella sonnei | Lac+ (медленно, через 48 ч) man+ | В антигенном отношении однородны |
Всего насчитывают 56 разновидностей шигелл.
Факторы вирулентности: 1) Шигеллы обладают тропизмом к эпителиальным клеткам толстой кишки;
2) а) основной фактор вирулентности – способность к инвазии и внутриэпителиальному паразитированию. Способность к инвазии определяется наличием у них БНМ, синтез которых кодируется плазмидой. Попав в толстую кишку, шигеллы преодолевают слизистый барьер и, лизировав гликокаликс, прикрепляются к рецепторам мембраны колоноцитов. Если они вирулентные, то у них имеются БНМ, которые побуждают мембрану колоноцитов к интернализации (захвату) возбудителя, в результате чего шигеллы оказываются внутри клеток в составе вакуоли, стенки которой образованы мембраной клетки. Затем шигеллы начинают размножаться и вырабатывают вещество – контактный гемолизин, под действием которого разрушается мембрана вакуоли и клетки. Шигеллы попадают в межклеточное пространство и начинаются последующие циклы их репродукции (поражаются другие клетки).
При дизентерии процесс идет горизонтально, и, как правило, шигеллы за приделы слизистой не проникают. Размножение шигелл сопровождается гибелью клеток. Это приводит к образованию язв, окруженных перифокальным воспалением. Эти язвы являются характерным паталого-анатомическим субстратом при дизентерии и хорошо видны при ректороманоскопии.
Формирование язв приводит к появлению в фекалиях крови и слизи.
б) Все шигеллы продуцируют эндотоксин, который оказывает на организм общетоксическое действие.
в) Доказано, что все виды шигелл могут продуцировать экзотоксин, но постоянно экзотоксин продуцирует шигелла Григорьева-Шига – токсин Шига. Этот токсиноказываетна организм нейротоксическое, цитотоксическое и энтеротоксическое действие.
Дизентерия, вызванная шигеллами Григорьева-Шига, протекает тяжело, летальность составляет 10 %.
У всех других шигелл синтез экзотоксина обычно репрессирован, а у шигелл Григорьева-Шига дерепрессирован.
г) Все шигеллы продуцируют бактриоцины, поэтому после перенесенной дизентерии всегда развивается дисбактериоз.
Эпидемиология, патогенез и клиника. Дизентерия – антропоноз, источником является больной человек, путь распространения – фекально-оральный. Все шигеллы патогенные, но заболевания вызывают только вирулентные штаммы (имеющие БНМ).
Попав в организм, они минуют желудок, тонкую кишку и поражают колоноциты.
Дизентерия – общее инфекционное заболевание, когда на фоне общей интоксикации появляются поражения кишечника: частый жидкий стул (до 40 раз в сутки), тенезмы, в фекалиях примеси крови и слизи.
