Shigellae

Dysenteri är en infektionssjukdom som kännetecknas av allmän berusning av kroppen, diarré och en specifik skada på tjocktarmen. Det är en av de vanligaste akuta tarmsjukdomarna i världen. Dysenteri har varit känt sedan antiken under namnet "blodig diarré", men dess natur visade sig vara annorlunda. År 1875 isolerade den ryske forskaren F.A. Lesh amöban Entamoeba histolytica från en patient med blodig diarré, och under de följande 15 åren etablerades sjukdomens oberoende, för vilken namnet amöbiasis bestod.

De orsakande agensen för egentlig dysenteri är en stor grupp biologiskt likartade bakterier, förenade i släktet Shigella. Det orsakande agenset upptäcktes först 1888 av A. Chantemes och F. Vidal; 1891 beskrevs det av A. V. Grigoriev, och 1898 identifierade K. Shiga, med hjälp av serum erhållet från en patient, det orsakande agenset hos 34 patienter med dysenteri, vilket slutligen bevisade bakteriens etiologiska roll. Under de följande åren upptäcktes dock andra orsakande agens för dysenteri: 1900 - av S. Flexner, 1915 - av K. Sonne, 1917 - av K. Stutzer och K. Schmitz, 1932 - av J. Boyd, 1934 - av D. Large, 1943 - av A. Sax.

För närvarande omfattar släktet Shigella mer än 40 serotyper. Alla är korta, icke-rörliga, gramnegativa stavar som inte bildar sporer eller kapslar och växer bra på vanliga näringsmedier, växer inte på ett svältmedium med citrat eller malonat som enda kolkälla; bildar inte H2S, har inte ureas; Voges-Proskauer-reaktionen är negativ; de fermenterar glukos och vissa andra kolhydrater för att bilda syra utan gas (förutom vissa biotyper av Shigella flexneri: S. manchester och S. newcastle); som regel fermenterar de inte laktos (förutom Shigella Sonnei), adonitol, salicin och inositol, gör inte gelatin flytande, bildar vanligtvis katalas, har inte lysindekarboxylas och fenylalanin-deaminas. G+C-halten i DNA är 49-53 mol%. Shigella är fakultativa anaerober, den optimala temperaturen för tillväxt är 37 °C, de växer inte vid temperaturer över 45 °C, det optimala pH-värdet för mediet är 6,7-7,2. Kolonier på tätt medium är runda, konvexa, genomskinliga, vid dissociation bildas grova R-formade kolonier. Tillväxten på MPB sker i form av enhetlig turbiditet, grova former bildar ett sediment. Nyligen isolerade kulturer av Shigella Sonnei bildar vanligtvis kolonier av två typer: små runda konvexa (fas I), stora platta (fas II). Kolonins natur beror på närvaron (fas I) eller frånvaron (fas II) av en plasmid med mm 120 MD, vilket också bestämmer virulensen hos Shigella Sonnei.

Den internationella klassificeringen av Shigella baseras på deras biokemiska egenskaper (mannitol-icke-fermenterande, mannitol-fermenterande, långsamt laktos-fermenterande Shigella) och egenskaperna hos deras antigenstruktur.

Shigella har O-antigener med varierande specificitet: gemensamma för familjen Enterobacteriaceae, generiska, art-, grupp- och typspecifika, såväl som K-antigener; de har inte H-antigener.

Klassificeringen tar endast hänsyn till grupp- och typspecifika O-antigener. Enligt dessa egenskaper är släktet Shigella indelat i fyra undergrupper, eller fyra arter, och inkluderar 44 serotyper. Undergrupp A (arten Shigella dysenteriae) inkluderar shigella som inte fermenterar mannitol. Arten inkluderar 12 serotyper (1-12). Varje serotyp har sitt eget specifika typantigen; antigena kopplingar mellan serotyper, såväl som med andra arter av shigella, uttrycks svagt. Undergrupp B (arten Shigella flexneri) inkluderar shigella som vanligtvis fermenterar mannitol. Shigella av denna art är serologiskt besläktade med varandra: de innehåller typspecifika antigener (I-VI), genom vilka de delas in i serotyper (I-6/') och gruppantigener, som finns i olika sammansättningar i varje serotyp och genom vilka serotyper delas in i subserotyper. Dessutom inkluderar denna art två antigena varianter - X och Y, som inte har typantigener, de skiljer sig åt i uppsättningar av gruppantigener. Serotyp S.flexneri 6 har inga subserotyper, men den är indelad i 3 biokemiska typer genom egenskaperna fermentering av glukos, mannitol och dulcitol.

Lipopolysackaridantigenet O i alla Shigella flexneri innehåller gruppantigenet 3, 4 som den huvudsakliga primära strukturen, dess syntes styrs av en kromosomal gen lokaliserad nära his-locus. Typspecifika antigener I, II, IV, V och gruppantigen 6, 7, 8 är resultatet av modifiering av antigenerna 3, 4 (glykosylering eller acetylering) och bestäms av generna hos motsvarande konverterande profager, vars integrationsställe är beläget i lac-pro-regionen av Shigella-kromosomen.

Den nya subserotypen S.flexneri 4 (IV:7, 8), som dök upp i landet på 1980-talet och blev utbredd, skiljer sig från subserotyperna 4a (IV;3,4) och 4b (IV:3, 4, 6) och uppstod från varianten S.flexneri Y (IV:3, 4) som ett resultat av dess lysogenisering genom omvandling av profagerna IV och 7, 8.

Undergrupp C (Shigella boydix-art) inkluderar shigella som vanligtvis fermenterar mannitol. Medlemmar i gruppen är serologiskt olika från varandra. Antigenkopplingarna inom arten är svaga. Arten inkluderar 18 serotyper (1-18), var och en med sin egen huvudtypantigentyp.

Undergrupp D (Shigella sonnei-arten) inkluderar shigella som vanligtvis fermenterar mannitol och kan långsamt (efter 24 timmars inkubation och senare) fermentera laktos och sackaros. Arten S. sonnei inkluderar en serotyp, men kolonier av fas I och II har sina egna typspecifika antigener. Två metoder har föreslagits för intraspecifik klassificering av Shigella sonnei:

• dela upp dem i 14 biokemiska typer och undertyper beroende på deras förmåga att fermentera maltos, ramnos och xylos;
• indelning i fagtyper baserat på känslighet för en uppsättning motsvarande fager.

Dessa typningsmetoder är huvudsakligen av epidemiologisk betydelse. Dessutom typas Shigella Sonnei och Shigella Flexneri för samma ändamål genom deras förmåga att syntetisera specifika koliciner (kolicin-genotypning) och genom deras känslighet för kända koliciner (kolicinotypning). För att bestämma vilken typ av koliciner som produceras av Shigella föreslog J. Abbott och R. Shannon uppsättningar av typiska och indikatorstammar av Shigella, och för att bestämma Shigellas känslighet för kända typer av koliciner används Set of Reference Colicinogenic Stains av P. Frederick.

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

Shigella-resistens

Shigella har en ganska hög motståndskraft mot miljöfaktorer. De överlever på bomullstyg och papper i 0–36 dagar, i torkad avföring – upp till 4–5 månader, i jord – upp till 3–4 månader, i vatten – från 0,5 till 3 månader, på frukt och grönsaker – upp till 2 veckor, i mjölk och mejeriprodukter – upp till flera veckor; vid en temperatur på 60 °C dör de inom 15–20 minuter. De är känsliga för kloraminlösningar, aktivt klor och andra desinfektionsmedel.

Patogenicitetsfaktorer för Shigella

Shigellacellernas viktigaste biologiska egenskap, som avgör deras patogenicitet, är förmågan att penetrera in i epitelceller, föröka sig i dem och orsaka deras död. Denna effekt kan detekteras med hjälp av ett keratokonjunktivalt test (införande av en slinga av shigellakultur (2-3 miljarder bakterier) under det nedre ögonlocket på ett marsvin orsakar utveckling av serös-purulent keratokonjunktivit), samt genom infektion av cellkulturer (cytotoxisk effekt) eller kycklingembryon (deras död), eller intranasalt injicerade vita möss (utveckling av lunginflammation). De viktigaste faktorerna för shigellapatogenicitet kan delas in i tre grupper:

• faktorer som bestämmer interaktionen med slemhinnans epitel;
• faktorer som säkerställer resistens mot makroorganismens humorala och cellulära försvarsmekanismer och shigellas förmåga att reproducera sig i sina celler;
• förmågan att producera toxiner och giftiga produkter som orsakar utvecklingen av själva den patologiska processen.

Den första gruppen inkluderar adhesions- och koloniseringsfaktorer: deras roll spelas av pili, yttre membranproteiner och LPS. Adhesion och kolonisering främjas av enzymer som förstör slem - neuraminidas, hyaluronidas, mucinas. Den andra gruppen inkluderar invasionsfaktorer som främjar penetrationen av shigella in i enterocyter och deras reproduktion i dem och i makrofager med samtidig manifestation av en cytotoxisk och (eller) enterotoxisk effekt. Dessa egenskaper styrs av generna i plasmiden med mm 140 MD (den kodar för syntesen av yttre membranproteiner som orsakar invasion) och kromosomala gener i shigella: kcr A (orsakar keratokonjunktivit), cyt (ansvarig för cellförstörelse), såväl som andra gener som ännu inte har identifierats. Skydd av shigella från fagocytos tillhandahålls av ytantigenet K, antigenerna 3,4 och lipopolysackarid. Dessutom har lipid A av shigellaendotoxin en immunsuppressiv effekt: den undertrycker aktiviteten hos immunminnesceller.

Den tredje gruppen av patogenicitetsfaktorer inkluderar endotoxin och två typer av exotoxiner som finns i Shigella - Shiga och Shiga-liknande exotoxiner (SLT-I och SLT-II), vars cytotoxiska egenskaper är mest uttalade i S. dysenteriae. Shiga och Shiga-liknande toxiner har också hittats i andra serotyper av S. dysenteriae; de produceras också av S. flexneri, S. sonnei, S. boydii, EHEC och vissa salmonellabakterier. Syntesen av dessa toxiner kontrolleras av tox-generna hos konverterande fager. Enterotoxiner av LT-typen har hittats i Shigella flexneri, sonnei och boydii. LT-syntesen i dem kontrolleras av plasmidgener. Enterotoxin stimulerar adenylatcyklasaktivitet och är ansvarigt för utvecklingen av diarré. Shigatoxin, eller neurotoxin, reagerar inte med adenylatcyklassystemet, men har en direkt cytotoxisk effekt. Shiga och Shiga-liknande toxiner (SLT-I och SLT-II) har en molekylvikt på 70 kDa och består av subenheterna A och B (den senare av 5 identiska små subenheter). Receptorn för toxinerna är en glykolipid i cellmembranet. Virulensen hos Shigella sonnei är också beroende av en plasmid med en molekylvikt på 120 MDa. Den kontrollerar syntesen av cirka 40 polypeptider i det yttre membranet, varav sju är associerade med virulens. Shigella sonnei bildar fas I-kolonier med denna plasmid och är virulenta. Kulturer som har förlorat plasmiden bildar fas II-kolonier och saknar virulens. Plasmider med en molekylvikt på 120-140 MDa hittades i Shigella flexneri och Boyd. Shigella lipopolysackarid är ett starkt endotoxin.

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

Postinfektiös immunitet

Som observationer på apor har visat, kvarstår en stark och ganska långvarig immunitet efter dysenteri. Den orsakas av antimikrobiella antikroppar, antitoxiner, ökad aktivitet hos makrofager och T-lymfocyter. Lokal immunitet i tarmslemhinnan, medierad av IgA, spelar en betydande roll. Immunitet är dock typspecifik, och stark korsimmunitet förekommer inte.

Epidemiologi av dysenteri

Smittkällan är endast människor. Inga djur i naturen lider av dysenteri. Under experimentella förhållanden kan dysenteri endast reproduceras hos apor. Smittvägen är fekal-oral. Smittvägarna är vatten (dominerande för Shigella flexneri), mat, där mjölk och mejeriprodukter spelar en särskilt viktig roll (den dominerande smittvägen för Shigella sonnei), och kontakt-hushåll, särskilt för arten S. dysenteriae.

Ett kännetecken för dysenteriepidemiologi är förändringen i patogenernas artsammansättning, såväl som Sonne-biotyper och Flexner-serotyper i vissa regioner. Till exempel stod S. dysenteriae 1 fram till slutet av 1930-talet för 30-40% av alla fall av dysenteri, och sedan började denna serotyp förekomma allt mindre ofta och försvann nästan helt. Men under 1960-1980-talet återuppstod S. dysenteriae på den historiska arenan och orsakade en serie epidemier som ledde till bildandet av tre hyperendemiska fokus för den - i Centralamerika, Centralafrika och Sydasien (Indien, Pakistan, Bangladesh och andra länder). Orsakerna till förändringen i dysenteripatogenernas artsammansättning är troligen förknippade med förändringar i kollektiv immunitet och förändringar i egenskaperna hos dysenteribakterier. I synnerhet är återkomsten av S. dysenteriae 1 och dess utbredda spridning, vilket orsakade bildandet av hyperendemiska dysenterifokus, förknippad med dess förvärv av plasmider som orsakade multipel läkemedelsresistens och ökad virulens.

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

Symtom på dysenteri

Inkubationstiden för dysenteri är 2-5 dagar, ibland mindre än en dag. Bildandet av ett infektiöst fokus i slemhinnan i den nedåtgående tjocktarmen (sigmoid och rektum), där det orsakande medlet för dysenteri penetrerar, är cykliskt: adhesion, kolonisering, penetration av shigella i enterocyternas cytoplasma, deras intracellulära reproduktion, förstörelse och avstötning av epitelceller, frisättning av patogener i tarmlumen; därefter börjar en annan cykel - adhesion, kolonisering, etc. Cyklernas intensitet beror på koncentrationen av patogener i parietala skiktet av slemhinnan. Som ett resultat av upprepade cykler växer det inflammatoriska fokuset, de resulterande såren, sammanfogningen, ökar exponeringen av tarmväggen, vilket resulterar i att blod, mukopurulenta klumpar, polymorfonukleära leukocyter uppträder i avföringen. Cytotoxiner (SLT-I och SLT-II) orsakar cellförstörelse, enterotoxin - diarré, endotoxiner - allmän berusning. Den kliniska bilden av dysenteri bestäms till stor del av typen av exotoxiner som produceras av patogenen, graden av dess allergiframkallande effekt och kroppens immunstatus. Emellertid förblir många frågor om dysenteripatogenesen oklara, särskilt: egenskaperna hos dysenteriförloppet hos barn under de första två levnadsåren, orsakerna till övergången från akut dysenteri till kronisk, vikten av sensibilisering, mekanismen för lokal immunitet i tarmslemhinnan, etc. De mest typiska kliniska manifestationerna av dysenteri är diarré, frekventa trängningar: i svåra fall upp till 50 eller fler gånger om dagen, tenesmus (smärtsamma spasmer i ändtarmen) och allmän berusning. Avföringens natur bestäms av graden av skada på tjocktarmen. Den allvarligaste formen av dysenteri orsakas av S. dysenteriae 1, den mildaste är Sonne-dysenteri.

Laboratoriediagnostik av dysenteri

Huvudmetoden är bakteriologisk. Materialet för studien är avföring. Schema för att isolera patogenen: sådd på differentialdiagnostiska Endo- och Ploskirev-medier (parallellt på anrikningsmediet med efterföljande sådd på Endo-, Ploskirev-medier) för att isolera isolerade kolonier, erhålla en renkultur, studera dess biokemiska egenskaper och, med hänsyn till det senare, identifiering med polyvalenta och monovalenta diagnostiska agglutinerande sera. Följande kommersiella sera produceras.

För Shigella som inte fermenterar mannitol:

• till S. dysenteriae 1 och 2 (polyvalent och monovalent),
• till S. dysenteriae 3-7 (polyvalent och monovalent),
• till S. dysenteriae 8-12 (polyvalent och monovalent).

Mot Shigella-fermenterande mannitol: mot typiska antigener från S. flexneri I, II, III, IV, V, VI, mot gruppantigener från S. flexneri 3, 4, 6,7,8 - polyvalenta, mot antigener från S. boydii 1-18 (polyvalenta och monovalenta), mot antigener från S. sonnei fas I, fas II, mot antigener från S. flexneri I-VI + S. sonnei - polyvalenta.

För snabb identifiering av Shigella rekommenderas följande metod: en misstänkt koloni (laktosnegativ på Endo-medium) återsås på TSI-medium (trippelsockerjärn) - en tresockeragar (glukos, laktos, sackaros) med järn för att bestämma H2S-produktion; eller på ett medium som innehåller glukos, laktos, sackaros, järn och urea.

Alla organismer som bryter ner urea efter 4 till 6 timmars inkubation är troligen en Proteus-organism och kan uteslutas. En organism som producerar H2S eller har ureas eller producerar syra på släktet (fermenterar laktos eller sackaros) kan uteslutas, även om stammar som producerar H2S bör undersökas som möjliga medlemmar av släktet Salmonella. I alla andra fall bör kulturen som odlats på dessa medier undersökas och, om den fermenterar glukos (färgförändring i kolonnen), isoleras i ren form. Samtidigt kan den undersökas i ett objektglasagglutinationstest med lämpliga antisera mot släktet Shigella. Vid behov utförs andra biokemiska tester för att verifiera tillhörighet till släktet Shigella, och även motilitet studeras.

Följande metoder kan användas för att detektera antigener i blod (inklusive i CIC), urin och avföring: RPGA, RSK, koagglutinationsreaktion (i urin och avföring), IFM, RAGA (i blodserum). Dessa metoder är mycket effektiva, specifika och lämpliga för tidig diagnostik.

För serologisk diagnostik kan följande användas: RPGA med motsvarande erytrocytdiagnostik, immunofluorescensmetod (i indirekt modifiering), Coombsmetod (bestämning av titern av ofullständiga antikroppar). Ett allergiskt test med dysenterin (en lösning av proteinfraktioner från shigella flexneri och sonnei) är också av diagnostiskt värde. Reaktionen beaktas efter 24 timmar. Den anses positiv vid hyperemi och ett infiltrat med en diameter på 10-20 mm.

Behandling av dysenteri

Huvudfokus ägnas åt återställandet av normal vatten-saltmetabolism, rationell näring, avgiftning och rationell antibiotikabehandling (med hänsyn till patogenens känslighet för antibiotika). God effekt uppnås genom tidig användning av polyvalenta dysenteribakteriofager, särskilt tabletter med en pektinbeläggning, som skyddar fagen från magsaftens verkan med HCl; i tunntarmen löses pektinet upp, fagerna frigörs och visar sin effekt. För profylaktiska ändamål bör fagen ges minst en gång var tredje dag (dess överlevnadsperiod i tarmen).

Specifik förebyggande av dysenteri

Olika vacciner har använts för att skapa artificiell immunitet mot dysenteri: från dödade bakterier, kemikalier, alkohol, men alla visade sig vara ineffektiva och avbröts. Vacciner mot Flexners dysenteri har skapats från levande (muterade, streptomycinberoende) Shigella Flexneri; ribosomala vacciner, men de har inte heller funnit bred tillämpning. Därför är problemet med specifikt förebyggande av dysenteri fortfarande olöst. Det viktigaste sättet att bekämpa dysenteri är att förbättra vattenförsörjningen och avloppssystemet, säkerställa strikta sanitära och hygieniska förhållanden på livsmedelsföretag, särskilt mejeriindustrin, på barninstitutioner, offentliga platser och för att upprätthålla personlig hygien.