Shigellae

Dizentērija ir infekcijas slimība, kam raksturīga vispārēja organisma intoksikācija, caureja un specifisks resnās zarnas gļotādas bojājums. Tā ir viena no visbiežāk sastopamajām akūtajām zarnu slimībām pasaulē. Dizentērija jau kopš seniem laikiem ir pazīstama ar nosaukumu "asiņaina caureja", taču tās daba izrādījās citāda. 1875. gadā krievu zinātnieks F. A. Lešs no pacienta ar asiņainu caureju izolēja amēbu Entamoeba histolytica, turpmākajos 15 gados tika noteikta šīs slimības neatkarība, kurai saglabājās nosaukums amebiāze.

Dizentērijas izraisītāji ir liela bioloģiski līdzīgu baktēriju grupa, kas apvienota Shigella ģintī. Izraisītāju pirmo reizi atklāja 1888. gadā A. Šantemess un F. Vidals; 1891. gadā to aprakstīja A. V. Grigorjevs, un 1898. gadā K. Šiga, izmantojot no pacienta iegūto serumu, identificēja izraisītāju 34 dizentērijas pacientiem, beidzot pierādot šīs baktērijas etioloģisko lomu. Tomēr turpmākajos gados tika atklāti arī citi dizentērijas izraisītāji: 1900. gadā - S. Fleksners, 1915. gadā - K. Sonne, 1917. gadā - K. Štucers un K. Šmics, 1932. gadā - J. Boids, 1934. gadā - D. Laržs, 1943. gadā - A. Sakss.

Pašlaik Shigella ģintī ietilpst vairāk nekā 40 serotipi. Tie visi ir īsi, nekustīgi, gramnegatīvi stieņi, kas neveido sporas vai kapsulas un labi aug uz parastām barības barotnēm, neaug uz bada barotnes ar citrātu vai malonātu kā vienīgo oglekļa avotu; neveido H2S, nesatur ureāzi; Vogesa-Proskauera reakcija ir negatīva; tie fermentē glikozi un dažus citus ogļhidrātus, veidojot skābi bez gāzes (izņemot dažus Shigella flexneri biotipus: S. manchester un S. newcastle); parasti tie nefermentē laktozi (izņemot Shigella Sonnei), adonitolu, salicīnu un inozitolu, nešķidina želatīnu, parasti veido katalāzi, nesatur lizīna dekarboksilāzi un fenilalanīna deamināzi. G + C saturs DNS ir 49–53 mol. Šigellas ir fakultatīvi anaerobi, optimālā augšanas temperatūra ir 37 °C, tās neaug temperatūrā virs 45 °C, optimālais barotnes pH ir 6,7–7,2. Kolonijas uz blīvas barotnes ir apaļas, izliektas, caurspīdīgas, disociācijas gadījumā veidojas raupjas R formas kolonijas. Augšana uz MPB ir vienmērīgas duļķainības veidā, raupjās formas veido nogulsnes. Svaigi izolētas Shigella Sonnei kultūras parasti veido divu veidu kolonijas: mazas, apaļas, izliektas (I fāze), lielas, plakanas (II fāze). Kolonijas raksturs ir atkarīgs no plazmīdas ar mm 120 MD klātbūtnes (I fāze) vai neesamības (II fāze), kas arī nosaka Shigella Sonnei virulenci.

Šigella starptautiskā klasifikācija balstās uz to bioķīmiskajām īpašībām (mannītu nefermentējošas, mannītu fermentējošas, lēni laktozi fermentējošas Šigella) un to antigēnu struktūras īpatnībām.

Šigellām ir dažādas specifiskuma O-antigēni: izplatīti Enterobacteriaceae dzimtai, ģenēriski, sugai, grupai un tipam specifiski, kā arī K-antigēni; tām nav H-antigēnu.

Klasifikācijā tiek ņemti vērā tikai grupai un tipam specifiski O-antigēni. Saskaņā ar šīm pazīmēm Shigella ģints ir iedalīta 4 apakšgrupās jeb 4 sugās un ietver 44 serotipus. A apakšgrupa (suga Shigella dysenteriae) ietver šigellas, kas nefermentē mannītu. Suga ietver 12 serotipus (1-12). Katram serotipam ir savs specifisks tipa antigēns; antigēnās saites starp serotipiem, kā arī ar citām šigellas sugām, ir vāji izteiktas. B apakšgrupa (suga Shigella flexneri) ietver šigellas, kas parasti fermentē mannītu. Šīs sugas šigellas ir seroloģiski radniecīgas viena otrai: tās satur tipam specifiskus antigēnus (I-VI), pēc kuriem tās iedalās serotipos (1-6/'), un grupas antigēnus, kas katrā serotipā atrodami atšķirīgā sastāvā un pēc kuriem serotipi iedalās apakšserotipos. Turklāt šī suga ietver divus antigēnu variantus - X un Y, kuriem nav tipa antigēnu, tie atšķiras ar grupas antigēnu kopām. Serotipam S.flexneri 6 nav apakšserotipu, bet tas ir iedalīts 3 bioķīmiskajos tipos pēc glikozes, mannīta un dulcitola fermentācijas pazīmēm.

Visu Shigella flexneri lipopolisaharīda antigēns O kā galveno primāro struktūru satur grupas antigēnu 3, 4, tā sintēzi kontrolē hromosomu gēns, kas lokalizēts his-lokusa tuvumā. Tipam specifiskie antigēni I, II, IV, V un grupas antigēni 6, 7, 8 ir antigēnu 3, 4 modifikācijas (glikozilēšanas vai acetilēšanas) rezultāts un tos nosaka atbilstošo konvertējošo profāgu gēni, kuru integrācijas vieta atrodas Shigella hromosomas lac-pro reģionā.

Jaunais S.flexneri 4 (IV:7, 8) apakšserotips, kas valstī parādījās 20. gs. astoņdesmitajos gados un kļuva plaši izplatīts, atšķiras no 4a (IV;3,4) un 4b (IV:3, 4, 6) apakšserotipiem un ir radies no S.flexneri Y (IV:3, 4) varianta tā lizogenizācijas rezultātā, pārveidojot profāgus IV un 7, 8.

C apakšgrupa (Shigella boydix sugas) ietver šigellas, kas parasti fermentē mannītu. Grupas locekļi seroloģiski atšķiras viens no otra. Sugas ietvaros antigēnu saites ir vājas. Suga ietver 18 serotipus (1–18), katram ar savu galveno tipa antigēnu.

D apakšgrupā (Shigella sonnei sugas) ietilpst šigellas, kas parasti fermentē mannītu un spēj lēnām (pēc 24 stundu inkubācijas un vēlāk) fermentēt laktozi un saharozi. S. sonnei sugā ietilpst viens serotips, bet I un II fāzes kolonijām ir savi tipam specifiski antigēni. Shigella sonnei iekšsugas klasifikācijai ir ierosinātas divas metodes:

• iedalot tos 14 bioķīmiskos tipos un apakštipos atbilstoši to spējai fermentēt maltozi, ramnozi un ksilozi;
• iedalījums fāgu tipos, pamatojoties uz jutību pret atbilstošu fāgu kopu.

Šīm tipizēšanas metodēm galvenokārt ir epidemioloģiska nozīme. Turklāt Shigella Sonnei un Shigella Flexneri tiek tipizētas tam pašam mērķim pēc to spējas sintezēt specifiskus kolicīnus (kolicīna genotipēšana) un pēc to jutības pret zināmiem kolicīniem (kolicinotipēšana). Lai noteiktu Shigella producēto kolicīnu veidu, J. Abots un R. Šenons ierosināja Shigella tipisko un indikatorcelmu kopas, un, lai noteiktu Shigella jutību pret zināmiem kolicīnu veidiem, tiek izmantots P. Frederick references kolicinogēno celmu kopa.

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

Šigella rezistence

Šigellām ir diezgan augsta izturība pret vides faktoriem. Uz kokvilnas auduma un papīra tās izdzīvo 0–36 dienas, kaltētos ekskrementos – līdz 4–5 mēnešiem, augsnē – līdz 3–4 mēnešiem, ūdenī – no 0,5 līdz 3 mēnešiem, uz augļiem un dārzeņiem – līdz 2 nedēļām, pienā un piena produktos – līdz vairākām nedēļām; 60 °C temperatūrā tās iet bojā 15–20 minūšu laikā. Tās ir jutīgas pret hloramīna šķīdumiem, aktīvo hloru un citiem dezinfekcijas līdzekļiem.

Šigella patogenitātes faktori

Šigellu svarīgākā bioloģiskā īpašība, kas nosaka to patogenitāti, ir spēja iekļūt epitēlija šūnās, vairoties tajās un izraisīt to nāvi. Šo efektu var noteikt, izmantojot keratokonjunktivālu testu (vienas šigellu kultūras cilpas (2-3 miljardi baktēriju) ievadīšana zem jūrascūciņas apakšējā plakstiņa izraisa serozi strutaina keratokonjunktivīta attīstību), kā arī inficējot šūnu kultūras (citotoksiska iedarbība) vai vistu embrijus (to nāve), vai intranazāli baltas peles (pneimonijas attīstība). Galvenos šigellu patogenitātes faktorus var iedalīt trīs grupās:

• faktori, kas nosaka mijiedarbību ar gļotādas epitēliju;
• faktori, kas nodrošina makroorganisma humorālo un šūnu aizsardzības mehānismu rezistenci un šigellu spēju vairoties savās šūnās;
• spēja ražot toksīnus un toksiskus produktus, kas izraisa paša patoloģiskā procesa attīstību.

Pirmajā grupā ietilpst adhēzijas un kolonizācijas faktori: to lomu spēlē pili, ārējās membrānas proteīni un LPS. Adhēziju un kolonizāciju veicina enzīmi, kas iznīcina gļotas - neiraminidāze, hialuronidāze, mucināze. Otrajā grupā ietilpst invāzijas faktori, kas veicina šigellu iekļūšanu enterocītos un to vairošanos tajos un makrofāgos, vienlaikus izraisot citotoksisku un (vai) enterotoksisku efektu. Šīs īpašības kontrolē plazmīdas gēni ar mm 140 MD (tā kodē ārējās membrānas proteīnu sintēzi, kas izraisa invāziju) un šigellu hromosomu gēni: kcr A (izraisa keratokonjunktivītu), cyt (atbild par šūnu destrukciju), kā arī citi gēni, kas vēl nav identificēti. Šigellu aizsardzību pret fagocitozi nodrošina virsmas K-antigēns, antigēni 3,4 un lipopolisaharīds. Turklāt šigellu endotoksīna lipīdam A ir imūnsupresīva iedarbība: tas nomāc imūnās atmiņas šūnu aktivitāti.

Trešajā patogenitātes faktoru grupā ietilpst endotoksīns un divu veidu eksotoksīni, kas atrodami Shigella baktērijās - Šigas un Šigai līdzīgie eksotoksīni (SLT-I un SLT-II), kuru citotoksiskās īpašības visizteiktākās ir S. dysenteriae baktērijās. Šigas un Šigai līdzīgie toksīni ir atrasti arī citos S. dysenteriae serotipos; tos producē arī S.flexneri, S. sonnei, S. boydii, EHEC un dažas salmonellas. Šo toksīnu sintēzi kontrolē konvertējošo fāgu tox gēni. LT tipa enterotoksīni ir atrasti Shigella flexneri, sonnei un boydii baktērijās. LT sintēzi tajos kontrolē plazmīdu gēni. Enterotoksīns stimulē adenilātciklāzes aktivitāti un ir atbildīgs par caurejas attīstību. Šigas toksīns jeb neirotoksīns nereaģē ar adenilātciklāzes sistēmu, bet tam ir tieša citotoksiska iedarbība. Šigas un Šigai līdzīgie toksīni (SLT-I un SLT-II) ir ar molekulmasu 70 kDa un sastāv no apakšvienībām A un B (pēdējā no 5 identiskām mazām apakšvienībām). Toksīnu receptors ir šūnas membrānas glikolipīds. Shigella sonnei virulence ir atkarīga arī no plazmīdas ar molekulmasu 120 MDa. Tā kontrolē aptuveni 40 ārējās membrānas polipeptīdu sintēzi, no kuriem septiņi ir saistīti ar virulenci. Shigella sonnei ar šo plazmīdu veido I fāzes kolonijas un ir virulentas. Kultūras, kas ir zaudējušas plazmīdu, veido II fāzes kolonijas un tām nav virulences. Shigella flexneri un Boyd tika atrastas plazmīdas ar molekulmasu 120–140 MDa. Šigella lipopolisaharīds ir spēcīgs endotoksīns.

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

Pēcinfekcijas imunitāte

Kā liecina novērojumi ar pērtiķiem, pēc dizentērijas saglabājas spēcīga un diezgan ilgstoša imunitāte. To izraisa pretmikrobu antivielas, antitoksīni, makrofāgu un T-limfocītu aktivitātes palielināšanās. Būtiska loma ir zarnu gļotādas lokālajai imunitātei, ko mediē IgA. Tomēr imunitāte ir tipam specifiska, un spēcīga krusteniskā imunitāte nerodas.

Dizentērijas epidemioloģija

Infekcijas avots ir tikai cilvēki. Dabā neviens dzīvnieks neslimo ar dizentēriju. Eksperimentālos apstākļos dizentēriju var reproducēt tikai pērtiķiem. Infekcijas veids ir fekāli-orāls. Pārneses ceļi ir ūdens (dominējošā Shigella flexneri), pārtika, īpaši svarīga loma ir pienam un piena produktiem (dominējošais Shigella sonnei infekcijas ceļš), un kontakts mājsaimniecība, īpaši S. dysenteriae sugai.

Dizentērijas epidemioloģijas iezīme ir patogēnu sugu sastāva izmaiņas, kā arī Sonne biotipu un Fleksnera serotipu izmaiņas noteiktos reģionos. Piemēram, līdz 20. gs. trīsdesmito gadu beigām S. dysenteriae 1 veidoja 30–40 % no visiem dizentērijas gadījumiem, un pēc tam šis serotips sāka parādīties arvien retāk un gandrīz izzuda. Tomēr 20. gs. sešdesmitajos– astoņdesmitajos gados S. dysenteriae atkal parādījās vēstures arēnā un izraisīja virkni epidēmiju, kas noveda pie trīs tās hiperendēmisku perēkļu veidošanās – Centrālamerikā, Centrālāfrikā un Dienvidāzijā (Indijā, Pakistānā, Bangladešā un citās valstīs). Dizentērijas patogēnu sugu sastāva izmaiņu iemesli, iespējams, ir saistīti ar kolektīvās imunitātes izmaiņām un dizentērijas baktēriju īpašību izmaiņām. Jo īpaši S. dysenteriae 1 atgriešanās un tās plašā izplatība, kas izraisīja dizentērijas hiperendēmisku perēkļu veidošanos, ir saistīta ar plazmīdu iegūšanu, kas izraisīja vairāku zāļu rezistenci un paaugstinātu virulenci.

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

Dizentērijas simptomi

Dizentērijas inkubācijas periods ir 2–5 dienas, dažreiz mazāk nekā diena. Infekcijas perēkļa veidošanās lejupejošās resnās zarnas (sigmoīdas un taisnās zarnas) gļotādā, kur iekļūst dizentērijas izraisītājs, ir ciklisks process: adhēzija, kolonizācija, šigellu iekļūšana enterocītu citoplazmā, to intracelulārā vairošanās, epitēlija šūnu iznīcināšana un atgrūšana, patogēnu izdalīšanās zarnu lūmenā; pēc tam sākas vēl viens cikls – adhēzija, kolonizācija utt. Ciklu intensitāte ir atkarīga no patogēnu koncentrācijas gļotādas parietālajā slānī. Atkārtotu ciklu rezultātā iekaisuma perēklis aug, radušās čūlas, savienojoties, palielina zarnu sienas atsegumu, kā rezultātā fekālijās parādās asinis, gļotaini kunkuļi, polimorfonukleārie leikocīti. Citotoksīni (SLT-I un SLT-II) izraisa šūnu destruktiju, enterotoksīns – caureju, endotoksīni – vispārēju intoksikāciju. Dizentērijas klīnisko ainu lielā mērā nosaka patogēna saražoto eksotoksīnu veids, tā alerģiskās iedarbības pakāpe un organisma imūnsistēmas stāvoklis. Tomēr daudzi dizentērijas patogenēzes jautājumi joprojām ir neskaidri, jo īpaši: dizentērijas gaitas īpatnības bērniem pirmajos divos dzīves gados, akūtas dizentērijas pārejas uz hronisku cēloņi, sensibilizācijas nozīme, zarnu gļotādas lokālās imunitātes mehānisms utt. Tipiskākās dizentērijas klīniskās izpausmes ir caureja, biežas urinācijas: smagos gadījumos līdz 50 vai vairāk reizēm dienā, tenesms (sāpīgas taisnās zarnas spazmas) un vispārēja intoksikācija. Izkārnījumu raksturu nosaka resnās zarnas bojājuma pakāpe. Vissmagāko dizentērijas formu izraisa S. dysenteriae 1, vieglāko - Sonne dizentērija.

Dizentērijas laboratoriskā diagnostika

Galvenā metode ir bakterioloģiskā. Pētījuma materiāls ir fekālijas. Patogēna izolēšanas shēma: sēšana diferenciāldiagnostikas Endo un Ploskirev barotnēs (paralēli bagātināšanas barotnē ar sekojošu sēšanu Endo, Ploskirev barotnēs), lai izolētu izolētas kolonijas, iegūtu tīrkultūru, izpētītu tās bioķīmiskās īpašības un, ņemot vērā pēdējo, identificētu, izmantojot polivalentus un monovalentus diagnostiskos aglutinējošos serumus. Tiek ražoti šādi komerciālie serumi.

Šigella baktērijām, kas nefermentē mannītu:

• pret S. dysenteriae 1 un 2 (polivalentu un monovalentu),
• pret S. dysenteriae 3-7 (polivalentu un monovalentu),
• pret S. dysenteriae 8-12 (polivalenta un monovalenta).

Pret Shigella fermentējošo mannītu: pret S. flexneri I, II, III, IV, V, VI tipiskajiem antigēniem, pret S. flexneri 3., 4., 6., 7., 8. grupas antigēniem - polivalentiem, pret S. boydii 1.-18. fāzes antigēniem (polivalentiem un monovalentiem), pret S. sonnei I. fāzes, II. fāzes antigēniem, pret S. flexneri I-VI + S. sonnei antigēniem - polivalentiem.

Lai ātri identificētu Shigella, ieteicams izmantot šādu metodi: aizdomīgu koloniju (laktozes negatīvu Endo vidē) atkārtoti iesēj uz TSI (trīskāršā cukura dzelzs) vides - trīs cukuru agara (glikoze, laktoze, saharoze) ar dzelzi, lai noteiktu H2S ražošanu; vai uz vides, kas satur glikozi, laktozi, saharozi, dzelzi un urīnvielu.

Jebkurš organisms, kas noārda urīnvielu pēc 4 līdz 6 stundu inkubācijas, iespējams, ir Proteus organisms un to var izslēgt. Organismu, kas ražo H,S vai kam ir ureāze, vai kas ražo skābi uz slīpmateriāla (fermentē laktozi vai saharozi), var izslēgt, lai gan celmi, kas ražo H2S, jāpēta kā iespējamie Salmonella ģints pārstāvji. Visos citos gadījumos uz šīm barotnēm audzētā kultūra jāpārbauda un, ja tā fermentē glikozi (krāsas maiņa kolonnā), jāizolē tīrā veidā. Vienlaikus to var pārbaudīt preparāta aglutinācijas testā ar atbilstošiem Shigella ģints imūnserumiem. Ja nepieciešams, tiek veikti citi bioķīmiskie testi, lai pārbaudītu piederību Shigella ģintij, un tiek pētīta arī kustīgums.

Antigēnu noteikšanai asinīs (arī CIC), urīnā un fekālijās var izmantot šādas metodes: RPGA, RSK, koaglutinācijas reakcija (urīnā un fekālijās), IFM, RAGA (asins serumā). Šīs metodes ir ļoti efektīvas, specifiskas un piemērotas agrīnai diagnostikai.

Seroloģiskai diagnostikai var izmantot: RPGA ar atbilstošu eritrocītu diagnostiku, imunofluorescences metodi (netiešā modifikācijā), Kūmbsa metodi (nepilnīgu antivielu titra noteikšana). Diagnostiska vērtība ir arī alerģiskajam testam ar dizenterīnu (shigella flexneri un sonnei olbaltumvielu frakciju šķīdumu). Reakcija tiek ņemta vērā pēc 24 stundām. Tā tiek uzskatīta par pozitīvu hiperēmijas un 10-20 mm diametra infiltrāta klātbūtnē.

Dizentērijas ārstēšana

Galvenā uzmanība tiek pievērsta normālas ūdens-sāls metabolisma atjaunošanai, racionālai uzturam, detoksikācijai, racionālai antibiotiku terapijai (ņemot vērā patogēna jutību pret antibiotikām). Labu efektu dod agrīna daudzvērtīga dizentērijas bakteriofāga lietošana, īpaši tabletes ar pektīna apvalku, kas aizsargā fāgu no HCl kuņģa sulas iedarbības; tievajā zarnā pektīns izšķīst, fāgi atbrīvojas un parāda savu iedarbību. Profilaktiskos nolūkos fāgs jāievada vismaz reizi trijās dienās (tā izdzīvošanas periods zarnās).

Dizentērijas specifiskā profilakse

Mākslīgās imunitātes pret dizentēriju veidošanai ir izmantotas dažādas vakcīnas: no nedzīvām baktērijām, ķīmiskās, alkohola, taču visas izrādījās neefektīvas un tika pārtrauktas. Vakcīnas pret Fleksnera dizentēriju ir izveidotas no dzīvām (mutantām, streptomicīnatkarīgām) Šigella Flexneri baktērijām; ribosomu vakcīnas, taču arī tās nav guvušas plašu pielietojumu. Tāpēc dizentērijas specifiskās profilakses problēma joprojām nav atrisināta. Galvenais veids, kā cīnīties pret dizentēriju, ir uzlabot ūdensapgādes un kanalizācijas sistēmu, nodrošināt stingrus sanitāros un higiēniskos apstākļus pārtikas uzņēmumos, īpaši piena pārstrādes uzņēmumā, bērnu iestādēs, sabiedriskās vietās un personīgās higiēnas uzturēšanā.