Возбудители бактериальных кишечных инфекций

Возбудители
бактериальных
кишечных инфекций
Доц. Ткачук Н.И.
План лекции
• Общая характеристика семейства Enterobacteriaceae
• Биологические свойства и методы лабораторной
диагностики заболеваний, вызванных Е. сoli
• Возбудители сальмонеллезов. Заболевание, какие
они вызывают и методы лабораторной диагностики
• Биологические свойства и методы лабораторной
диагностики заболеваний, вызванных шигеллами
Биологические свойства
и методы лабораторной
диагностики заболеваний, вибрионами
Семейство Enterobacteriaceae
• Бактерии
семейства Enterobacteriaceae
включает более чем 20 родов, что
объеденяет около 100 видов бактерий.
Заболевания у человека вызывают бактерии
родов Escherichia, Shigella, Salmonella,
Klebsiella, Proteus, Citrobacter, Serracia,
Yersinia и др.
• На данное время большое значение
приобретает
роль
условно-патогенной
флоры,
которая
часто
вызывает
оппортунистичные инфекции, при этом
вызывают около 50 % всех септицемий, до 70
% всех гастроэнтеритов, и более чем 70 %
инфекций мочевыделительных путей.
Классификация семейства Enterobacteriaceae
Escherichia
Shigella
Edwardsiella
Salmonella
Citrobacter
Enterobacter
Serratia
Providencia
Yersinia
Klebsiella
Hafnia
Proteus
Morganella
Erwinia
Эшерихии (Escherichia)
• Свое название бактерии получили в честь
немецкого педиатра Теодора Ешериха,
который
впервые
выделил
Е.coli
из
содержаимого кишечника детей.
В род
Escherichia входят подвижные (перитрихи)
прямые палочковидные бактерии розмером
1,1-1,5 х 2,0-6,0 мкм. В мазках они
располагаются одиночно или парами. У
большинства штаммов есть капсулы или
микрокапсулы. Температурный оптимум для
роста составляет 37 ˚ С. Ешерихии
ферментируют углеводы с образованием
кислоты
или
кислоты
и
газа,
оксидазоотрицательные
и
каталазоположительные.
Антигенная структура Е. сoli
• Поскольку морфологических отличий между
патогенными и непатогенными кишечными
палочками
нет,
их
дифференциация
базируется на отличиях Аг-структуры. У Е. сoli
выделяют
липополисахаридные
(О-),
жгутиковые белковые (Н-), капсульные
полисахаридные (К) Аг, которые обозначают
арабскими цифрами. На практике используют
соотношение О:Н (выделено 173 О- и 56 Нсероваров). За К-Аг бактрии разделяют на три
группы (L, B, и А), за их структурой выделяют
80 сероваров.
Ферментативные свойства Е. сoli.
• На средах Гисса Е. сoli ферментируют
углеводы с образованием кислоты и газа. На
селективно-дифференциальных
средах
колонии приобретают цвет среды. На агаре
Эндо
лактозоположительные
эшерихии
образуют фуксиново-малиновые колонии с
металлическим блеском, лактозонегативные бледно-розовые или бесцветные с темным
центром.
На
среде
Левина
лактозоположительные - формируют темнофиолетовые колонии с металлическим
блеском, а лактозонегативные - бесцветные.
На среде Плоскирева - соответственно розово-красные и бесцветные. На КА полный гемолиз.
Биохимические свойства E. coli
• По способности Е. сoli ферментировать лактозу их
разделяют
на
лактозоположительные
и
лактозоотрицательные . Бактерии образуют индол,
востанавливают нитраты и декарбоксилируют лизин,
ферментируют глюкозу с образованием кислоты и
газа, некоторые штаммы ферментируют сахарозу,
практически все лактозу и манит.
• Е. сoli имеют типичную для энтеробактерий форму
(короткие подвижные палочки с закругленными
концами). На плотных средах образуют плоские,
мутные, выпуклые S-колонии с неровными или
слегка волнистыми краями 3-5 мм в диаметре, или
сухие, плоские R-колонии с неровными краями. В
жидких
средах
растут
диффузно,
вызывая
помутнение среды с образованием осадка (реже
образуют поверхностную пленку или пристеночное
кольцо).
E. coli в мазке окрашеном по методу Грамма
E. сoli по Грамму
Р
і
с
т
Колонии E. coli на МПА
Колонии E. coli на среде Эндо
Патогенез поражений и
клинические проявления.
• У человека кишечная палочка вызывает кишечные
инфекции, поражения мочевыделительных путей,
бактериемию, менингит, респираторные инфекции.
• Кишечные инфекции разделяют на 5 типов:
энтеротоксигенные
(ЭТКП),
энтеропатогенные
(ЭПКП),
энтерогеморрагические
(ЭГКП),
энтероинвазивные
(ЭКП)
и
энтероадгезивные
(ЭАКП). Основной путь передачи ешерихий, которые
вызывают диарею - фекально-оральный. Наиболее
часто человек инфицируется при употреблении
контаминированной еды, воды и при контакте с
животными.
• Энтеротоксигенные эшерихии вызывают
холероподобные заболевания (серовары
О6,О 8,О11,О15,О25, О27,О115, О126,
О148), энтеропатогенные - классические
колиентериты (О26,О55,О125,О127,О142),
энтероинвазивные - дизентериеподобные
поражения (О28,О29,О143,О144),
энтерогеморрагические - диарреи с
выделением крови (О26,О111,О157).
Энтероадгезивные кишечные палочки еще
недостаточно изучены.
Клинические проявления колиэнтеритов
Клинические проявления колиэнтеритов
Клинические проявления колиэнтеритов
Возбудители сальмонеллезов
(гастроэнтероколитов)
• По
морфологическим
и
культуральным
свойствам сальмонеллы похожие на эшерихии,
брюшнотифозные и паратифозные бактерии. Они
отличаются
некоторыми
биохимическими
признаками,
но
дифференцируют
их
по
антигенной структуре в реакции агглютинации.
Кроме того, большинство сальмонелл патогенны
для белых мышей. Возбудители сальмонеллезов
выделяют энтеротоксины и имеют эндотоксины,
которые
предопределяют
клиническую
симптоматику
заболеваний
и
явления
интоксикации организма больного человека.
Родовое название для этих бактерий дали в
честь Д. Сальмона, который описал одного из
возбудителей. Самое частое заболевание
вызывают
Salmonella
typhimurium,
S.
enteritidis, S. heidelberg, S. anatum, S. haifa, S.
derby, S. cholerae suis и др. Всего же известно
свыше 2200 сероваров сальмонелл, которые
отличаются
по
Ои
Н-антигенам.
Большинство сальмонелл патогенны для
человека и для разных животных и птиц.
Сальмонеллы брюшного тифа и паратифа,
патогенны только для человека и вызывают
совсем
другие
клинические
формы
заболеваний.
Електронная микроскопия сальмонелл
Морфология сальмонелл по Грамму
Лабораторная диагностика.
• Материалом для исследования является испражнения,
рвотные массы, промывные воды желудка, кровь,
моча. Одновременно проводят исследование остатков
еды как возможных факторов передачи возбудителей.
Материалы нужно забирать до начала лечения.
•
Посевы делают на среды Эндо, Плоскирева, висмутсульфит агар, выделяют чистые культуры, которые
идентифицируют
в
реакции
агглютинации
с
групповыми и монорецепторными сыворотками.
Целесообразно поставить биологическую пробу на
мышах не только с выделенными культурами, но и с
остатками подозрительной еды. Для ретроспективной
диагностики используют реакцию агглютинации и РНГА
с эритроцитарными диагностикумами. Диагностическое
значение имеет нарастание титра антител в динамике
при использовании парных сывороток. При очаговых
вспышках заболеваний как экспресс-метод используют
реакцию иммунофлуоресценции.
Возбудители брюшного тифа и
паратифов
Возбудитель брюшного тифа Salmonella typhi
открыл К. Еберт в 1880 году, в чистой
культуре его выделил Г. Гаффки в 1884 году.
Г. Шотмюллер описал возбудителя паратифа
B (S. schottmuelleri), А. Брион и Х. Кайзер паратифа А (S. paratyphi А), а Л. Гиршфельд паратифа С (S. paratyphi C).
Колонии сальмонелл на МПА
Колонии сальмонелл на висмут-сульфит агаре
Колонии S. paratyphi B на висмут-сульфит агаре
Антигенная структура S. typhi
Биохимические свойства S. typhi
Ферментативные свойства
тифозо-паратифозных бактерий
Вид
Salmonella
typhi
Salmonella
paratyphi A
Salmonella
schottmuelleri
лактоза глюкоза
мальтоза манит сахароза
индол H2S
-
к
к
к
-
-
+
-
кг
кг
кг
-
-
-
-
кг
кг
кг
-
-
+
Фазы патогенеза брюшного тифа
•
•
•
•
•
•
1. дигестивная
2. инвазии
3. бактериемии
4. паренхиматозной диффузии
5. аллергически-выделительная
6. реконвалесценции
Лабораторная диагностика
•
Цель диагностики - выделение возбудителей и
выявление антител. В первые дни заболевания и
позже, пока есть температура, применяют метод
гемокультури. Для ее выделения сеют 10 мл крови в
среду
Раппопорт
или
желчный
бульйон
в
соотношении 1:10. Посевы инкубируют при 37 °С,
делают пересев на среду Эндо. Типичные колонии
отсевают на скошенный агар Олькеницкого.
Выделенную чистую культуру идентифицируют за
ферментативними
свойствами
и
реакцией
агглютинации со специфическими сыворотками.
Метод гемокультуры является ранним и достоверным
методом диагностики. Он имеет абсолютное
диагностическое значение.
• Серологические исследования проводятся
как для диагностики заболевания так и для
установления
бактерионосительства.
С
диагностической целью ставят развернутую
объемную реакцию Видаля (с О- и Ндиагностикумами) и РНГА с О- и Viэритроцитарными диагностикумами. РНГА
более надежная и специфическая реакция.
Последнее время широко используют метод
ИФА.
• Метод
уринои
копрокультуры
преимущественно
используют
для
диагностики
бактерионосительства
у
реконвалесцентов.
Шигеллы (Shigella)
• Бактерии получили название в честь
японского
бактериолога
Кийоси
Шига,
который
впервые
описал
возбудителя
бактериальной дизентерии (шигеллеза). В
соответствии с антигенной структурой О-Аг и
биохимическими свойствами известно 39
сероваров шигелл, которые разделяют на 4
вида: Shigella dysenteriae (серогруппа А),
Shigella flexneri (серогруппа В), Shigella boydii
(серогруппа С) и Shigella sonnei (серогруппа
D). Род образуют прямые неподвижные
палочки,
хеморганотрофы,
оксидазонегативные,
каталазопозитивные.
Оптимальная
t˚
для
культивирования
составляет 37 ˚ С.
Классификация шигелл
Подгруппы
Виды и
серотипы
Подсеротипы
A. Манитнегативные S.Dysenteria
1-12
B. Манитпозитивные S. flexneri
1, 2, 3, 4, 5, 6,
X variant Y
variant
C. Манитпозитивные S. Boydii, 1-18
D. Ферментируют
манит, медленно
сахарозу и лактозу
S. sonnei
1a, 1b, 2a,
2b, 3a, 3b,
4a, 4b
Морфология шигелл по Грамму
Рост S. Zonnei на среде Эндо
Патогенез заболевания
Важнейшей особенностью шигелл, которая
обусловливает
их
патогенность
есть
способность проникать в эпителий слизистой
оболочки толстой кишки и размножаться в
ней. Также она обусловлена факторами
адгезии, инвазии, и стойкостью к действию
защитных механизмов, а также способностью
к
токсинообразованию.
Гены,
которые
кодируют
комплекс
вирулентности
расположенные в хромосоме и плазмидах.
Микробиологическая диагностика
• Материалом для исследований являются
испражнения. Целью исследования является
определение биохимических признаков и антигенной
структуры возбудителя.
• Сеют материал на среду Эндо и Плоскирева или на
жидкие питательные среды накопления. После
выделения чистых культур определяют их видовую
принадлежность.
• Определения антигенной структуры проводят по
способности моно- и поливалентных антисывороток
агглютинировать бактерии.
• Для выявления Аг шигелл в крови, моче и
испражнениях используют РЗК, ИФА, реакцию
коагглютинации.
Особенности забора материала
при подозрении на дизентерию:
• Бактериологическое исследование по
возможности нужно начинать до начала
этиотропной терапии, забор проводят
натощак;
• Посуду для материала ошпаривают кипятком
и ни в коем случае не обрабатывают
дезрастворами;
• Исследуемый материал быстро высевают на
среду обогащения и параллельно на
селективный агар.
Возбудитель холеры (Vibrio cholerae)
• Холера - острая, карантинная, особо опасная
инфекционная болезнь с фекально-оральным
механизмом
передачи,
характеризуется
обильным
поносом,
рвотой,
сильной
интоксикацией и обезвоживанием организма.
• Холерный
вибрион
впервые
описал
итальянский ученый Ф. Пачини в 1854 г.,
детально изучил его свойства и выделил в
чистой культуре Р. Кох в 1883 г., Ф. Готшлих в
1906 г. выделил из кишечника паломника
вибрион Эль-Тор, который отличается от
холерного гемолитическими свойствами, но
также вызывает холеру.
Морфология и физиология.
•
V. cholerae, V. eltor имеют форму
изогнутых (напоминают запятую) или
прямых полиморфных палочек длиной
1,5-3 мкм, шириной 0,3-0,6 мкм, спор и
капсул не образуют, имеют один, полярно
расположенный
жгутик
(монотрих),
благодаря
которому
очень
активно
двигаются. В мазках из чистых культур
располагаются поодиночно, а в свежих
препаратах из фекалий больного имеют
вид стаек рыб.
Vibrio cholerae: 1-pure culture; 2- flagellate
Vibrio cholerae
Vibrio cholerae (електронная микроскопия)
Мазок Vibrio cholerae (чистая культура)
Культуральные свойства
• Холерные вибрионы - факультативные анаэробы,
легко культивируются в аеробних условиях при 37 °С.
К питательным средам нетребовательны, но требуют
щелочной реакции (рН 8,5-9,5). Очень хорошо и
быстро растут в 1 % щелочной пептонной воде (ПВ),
опережая рост других бактерий. Уже через 5-6 год на
ее поверхности возникает нежная пленка голубого
цвета. На щелочном МПА через 10-12 год образуют
средних размеров гладкие и блестящие круглые
прозрачные колонии с голубым оттенком и четко
очерченным краем.
Колонии Vibrio cholerae на щелочном агаре
Колонии Vibrio cholerae на среде Аронсона
Антигенная структура
• Холерные вибрионы имеют термостабильные
специфические
О-антигены
и
термолабильные жгутиковые Н-антигены. По
О-антигену все вибрионы разделены на
многие серогруппы О1, О2, О3... О80.
Холерный
вибрион
относится
до
01
серогруппе. В свою очередь 01-антиген
состоит из отдельных антигенных фракций А,
В, С. Ризные комбинации их свойственные
трем сероварам: Oгава (АВ), Инаба (АС) и
Гикошима
(АВС).
Все
три
серовара
аглютинируються 01 сывороткой. V. eltor
принадлежит к серогруппе О1. Кроме того,
есть еще серогруппы RO и О139.
Агглютинация О1
холерной сывороткой
Чувствительность
к полимиксину В
Лизис
A
A
–
–
+
+
+
Vibrio cholerae
biovar El Tor
A
A
–
+
+
+
–
Vibrio cholerae
biovar Proteus
A
A
–
+
–
–
–
Vibrio cholerae
biovar albensis
А
–
–
–
–
–
–
Vibrio
специфическим О1
арабиноз
а
манноза
фагом
Гемолиз
эритроцитов
барана
сахароза
Vibrio cholerae
biovar cholerae
Ферментация
через 24 ч.
Токсинообразование
• Холерные вибрионы выделяют два типа
токсинов: 1) белковый экзотоксин (холероген),
который действует на энтероциты тонкого
кишечника, вызывая энтерит с водянистыми
испражнениями и обезвоживание организма; 2)
эндотоксин - липополисахаридний комплекс,
который освобождается только при разрушении
вибрионов, он также принимает участие в
механизме
развития
болезни.
Токсигенные
штаммы О1, О139 имеют ген холерного токсина
(vct+) и вызывают холеру, склонную к широкому
эпидемическому распространению
Патогенез холеры
Лабораторная диагностика
• Основным и решающим в лабораторной
диагностике холеры есть бактериологическое
исследование.
От
больных
берут
испражнения,
рвотные
массы,
кусочки
загрязненного белья, от трупов - отрезки
тонкого кишечника и желчный пузырь.
Исследуют также пищевые продукты, воду,
ил, рыб, лягушек и др. Широко практикуют
прямокишечный забор. Стерильные ватный
тампон или алюминиевую петлю вводят в
прямую кишку на глубину 5-10 см, забирают
содержимое и вносят в флакон (пробирку) с 1
% щелочной ПВ.
• Микробиологические
исследования
проводят
круглосуточно. В соответствии с инструкцией МОЗ Украины
от 30.05.1997 г. они включают несколько этапов.
•
1-й этап - материал засевают в 10-50 мл 1 % ПВ;
применяют
также
экспресс-методы:
иммунофлуоресцентный и РНГА.
•
2-й этап – посев со 1-ой среды обогащения на ЩМПА
(щелочной МПА) или селективные среды и у 5 мл 2-ой
среды обогащения. Пересев в жидкие и на плотные среды
проводят с поверхности ПВ большой бактериологической
петлей диаметром 5 мм
•
3-й этап – посев со 2-ой среды обогащения на ЩМПА (или
селективные среды) через 5-6 ч. культивирования.
•
4-й этап - проводят отбор подозрительных колоний из
плотных сред через 16-24 год инкубации.
• 5-й этап - идентификация.
• 6-й этап - учитывают результаты идентификации и выдают
окончательный ответ о выделенной культуре холерного
вибриона соответствующей серогруппы: О1, RO (Инаба,
Огава, Гикошима) или О139 с указанием гемолитической
активности, чувствительности к антибиотикам.
Профилактика и лечение
• Основным в профилактике холеры является раннее
выявление больных и вибрионосителей, их госпитализация,
выявление и обсервация всех контактных лиц. Необходимо
провести
профилактическую
и
заключительную
дезинфекцию в очаге заболевания. Важное значение имеют
карантинные
мероприятия,
включая
охрану
государственных границ от заноса инфекции. Локализацию
и ликвидацию очага холеры проводят чрезвычайные
противоэпидемические комиссии области, города, района.
•
Лица, которые были в тесном контакте с больными
холерой,
подлежат
экстренной
профилактике
тетрациклином. С этой целью им дают по 0,3 г препарата 3
раза в день на протяжении 4 суток. Проводится также
широкая
санитарно-просвитительная
работа
среди
населения.
• Специфическая
профилактика
не
проводится, поскольку все три типа
вакцин (живая, убитая, холерогенанатоксин)
оказались
малоэффективными.
• Лечат
больных
эритромицином,
тетрациклином,
метациклином,
доксациклином или левомицетином на
протяжении не меньше 5 дней.
Восполняют дефицит жидкости в
органирзме.