Escherichiosis (slekt Escherichia, E. Coli)

Den viktigste representant av slekten Escherichia - E. Coli - ble først oppdaget i 1885, T. Escherichia, i hvis ære denne art av bakterier som har fått sitt navn. De viktigste trekk ved denne type: peritrichous (eller faste) fermenterer laktose til å danne syre og gass (eller lactosonegative) i sultemedium med citrat vokser ikke, er Voges-Proskauer reaksjon negativ med MR test er positiv, har fenilalanindezaminazy ikke vokse på mediet med KCN, G + C-innholdet i DNA - 50 til 51 mol%.

Slekten Escherichia inneholder minst 7 arter; Av spesiell betydning i medisin er formen av E. Coli, spesielt de av dens varianter som forårsaker menneskelige sykdommer. De er delt inn i 2 hovedgrupper: forårsaker ekstraintestinale sykdommer og agenter av akutte tarmsykdommer (OKZ). Representanter for den første er delt inn i tre patogrupper:

1. meningeal (MENEC - meningitt E. Coli);
2. septikemi (SEPEC - septicemia E. Coli) og
3. uropatogen (UPEC-uropatogen E. Coli).

I sin tur ble varianter av E. Coli som forårsaker OKZ, opprinnelig delt inn i 4 følgende kategorier: enterotoxigenic E. Coli (ETEC); Enterisk-invasiv E. Coli (EIEC); Enteropathogenic E. Coli (EPEC) og enterohaemorrhagic E. Coli (EHEC). Deretter ble to kategorier identifisert: enteroaggregative E. Coli (EAEC) og diffusiv-aggregativ E. Coli (DAEC).

I tillegg er E. Coli brukt i internasjonale standarder som en indikator på graden av fecal forurensning av vann, spesielt drikkevann og matvarer.

En standard stamme av E. Coli (E. Coli K-12) er mye brukt i laboratorier i mange land i verden for å studere genetikk av bakterier.

[1], [2], [3],

Morfologi

E. Coli - fakultativ anaerob, vokser godt på vanlige næringsmedier - kolonier på agar er runde, konvekse, gjennomskinnelige. Vekst på kjøttkraft i form av diffus turbiditet. Temperaturen optimal for vekst på 37 ° С, vokser i området fra 10 til 45 ° С, den optimale pH er 7,2-7,5. På alle differensialdiagnostiske miljøer av koloni E. Coli. Nedbrytende laktose. Malt i fargen på indikatoren (på Endo-mørkets mørkeblå med metallisk glans).

Biokjemiske egenskaper

Escherichia coli i de fleste tilfeller i stand til å fermentere de følgende karbohydrater for å danne syre og gass: glukose, laktose, mannitol, arabinose, galaktose, sukrose, og noen ganger noen andre karbohydrater; danner en indol; Som regel utgjør ikke H ₂ S; reduserer nitrater til nitritter, er ikke gelatin flytende, ikke vokser på en sultemedium med citrat gir en positiv reaksjon med MR og negativ - Voges-Proskauer. Ved disse tegnene kan det lett skille seg fra patogener av en rekke sykdommer (dysenteri, tyfus, salmonella, etc.). Men patogene E. Coli, både når det gjelder kulturelle og biokjemiske egenskaper, adskiller seg ofte ikke fra ikke-patogene.

[4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11]

Patogenitetsfaktorer av Escherichia coli

Evnen til E. Coli å forårsake ulike sykdommer skyldes tilstedeværelsen av følgende patogenitetsfaktorer:

Faktorene for vedheft og kolonisering. De er nødvendige for vedlegg til vevceller og deres kolonisering. Tre varianter av koloniseringsfaktoren ble funnet: a) CFA / I-CFA / VI (engelsk koloniseringsfaktor) - de har en fimbriell struktur; b) EAF (engelsk enteropatisk E. Coli adherensfaktor) - intimin er det ytre membranproteinet, kodes av eAeA-genet. Funnet i 4 og EHEC, avslørt av bakteriens evne til å feste seg til cellene i Hep-2; c) Adhesion Henle-407 - fimbriale strukturer, detekteres av bakteriens evne til å feste til Henle-407-celler. De er alle kodet av plasmidgener. I tillegg til disse beskrives andre koloniseringsfaktorer, i hvilken rolle lipopolysakkarider kan også fungere.

Faktorer av invasjon. Med deres hjelp, penetrerer EIEC og EHEC for eksempel tarmepitelocytene, multipliserer i dem og forårsaker ødeleggelse av dem. Rollen av invasjonsfaktorene utføres av de ytre membranproteiner.

Exotoxins. Ved patogene E. Coli eksotoksiner funnet at skade membraner (hemolysin) som inhiberer proteinsyntesen (shigatoksin), som aktiverer andre budbringere (Engl messenger -. Koherente) - CNF toksiner, ST, CT, CLTD, Østen.

Hemolysiner produserer forskjellige patogener, inkludert E. Coli. Hemolysin er et porøsannende toksin. Den kontakter først membranet til målcellen, og danner deretter en pore gjennom hvilken små molekyler og ioner går inn og ut, som fører til celledød og erytrocytlysis.

Shiga-toksin (STX) ble først påvist i Shigella dysenteriae, og deretter ble det påvist et lignende toksin (shiga-lignende toksin) i EHEC. Toksinet (N-glykosidase) blokkerer proteinsyntese ved å interagere med 28S rRNA, som et resultat av hvilken cellen forgår (cytotoxin). Det finnes to typer shiga-lignende toksiner: STX-1 og STX-2. STX-1 antigene egenskaper nesten identiske med shigatoksin, en STX-2 adskiller seg fra den shigatoksin antigene egenskaper og, i motsetning til STX-1 ikke er nøytralisert av antiserum til den. Syntese cytotoksiner STX-STX-1 og 2 styres i E. Coli gener moderat omdanning profag 9331 (STX-1) og 933W (STX-2).

• Toksin L (termolabilt toksin) - ADP-ribosyltransferase; bindende til G-protein, forårsaker diaré.
• Toksin ST (termostabilt toksin), som interagerer med reseptoren av guanylatsyklase, stimulerer sin aktivitet og forårsaker diaré.
• CNF (cytotoksisk nekrotisk faktor) - en proteindeamidase, skader de såkalte RhoG-proteiner. Dette toksinet finnes i UPEC, forårsaker urinveisinfeksjoner.
• CLTD-toksin er et cytoletisk løsende toksin. Virkningsmekanismen er dårlig forstått.
• Toksinen EAST er et termostabilt toksin av enteroaggregative E. Coli (EAEC), sannsynligvis lik et termostabilt toksin (ST).

Endotoksin-lipopolysakkarider. De bestemmer de antigene spesifisitet Nosta bakterier (som bestemmes ved å gjenta en sidekjede sukker) og danne kolonier (tap av sidekjeder fører til transformasjon av S-R-kolonier i kolonien).

Dermed kontrolleres patogenitetsfaktorene til E. Coli ikke bare av de kromosomale gener av vertscellen, men også av gener introdusert av plasmider eller ved moderate konverteringsfager. Alt dette indikerer muligheten for patogene varianter av E. Coli som et resultat av spredning av plasmider og moderate fag blant dem. Nedenfor er en kort beskrivelse av de fire kategoriene av E. Coli som forårsaker OKZ; Informasjon om de nylig identifiserte kategoriene DAEC og EAEC i kildene som var tilgjengelige for oss, ble ikke funnet.

ETEC inkluderer 17 serogrupper. Adhesjons- og koloniseringsfaktorer av fimbriellstrukturen av CFA-typen og enterotoksiner (LT eller ST, eller begge) er kodet av det samme plasmidet (plasmider). Kolonisere villi uten å skade dem. Enterotoxiner forårsaker et brudd på vann-salt metabolisme. Lokalisering av prosessen er området av tynntarmen. Den infiserende dose på 108-1010 celler. Sykdommen fortsetter i henhold til typen av kolera-lignende diaré. Type epidemier - vann, mindre ofte mat. Barn i alderen 1 til 3 år og voksne er syke.

EIEC inkluderer 9 serogrupper, patogenitet er forbundet med evnen til å trenge inn i epitelceller i tarmslimhinnen og multiplisere innenfor dem, forårsaker ødeleggelse. Disse egenskapene er kodet, i tillegg til kromosomale gener, av plasmidgener (140 MD). Plasmid koder for syntese av ytre membranproteiner, som bestemmer invasjonen. Både plasmidet selv og proteiene det koder for er relatert til de av kausative midler til dysenteri, noe som forklarer likheten mellom EIEC og shigella. Den infiserende dosen av 10 s celler. Lokalisering av prosessen - den nedre ileum og tyktarmen. Sykdommen fortsetter i henhold til type dysenteri: første vannig diaré, deretter et kolitt syndrom. Barn er syke i 1,5-2 år, ungdom og voksne. Type utbrudd - mat, vann.

Epidemiologi

E. Coli er en representant for den normale mikrofloraen i tarmkanalen til alle pattedyr, fugler, reptiler og fisk. Derfor, for å avklare spørsmålet, hva er alternativene av E. Coli, og årsaken til at ehsherihiozom, som kreves for å studere antigene struktur, utvikle serologiske klassifisering nødvendig for identifikasjon av patogene serovariantami, og finne ut hva de har patogenitet faktorer, altså. E. Annen grunn kan de forårsake ulike former for ehsherihiozom .

I E. Coli funnet 171 variant O-antigener (01-0171), 57-H utførelser antigener (H1-H57) og 90 varianter overflate (kapsulært) K-antigener. Men i virkeligheten er der 164 grupper på O-antigen og 55 serovariantami av H-antigenet, som noen av de tidligere 0: H serogrupper ble ekskludert fra arten E. Coli, men serienumrene til O og H-antigener forble uendret. Den antigene egenskapen til diarogenogen E. Coli innbefatter antall O- og H-antigener, for eksempel 055: 116; 0157: H7; O-antigen-midler som tilhører en bestemt serogruppe, og H-antigenet er dets serovariant. Videre, ved en fordypning av O og H-antigener identifiseres såkalte faktor O og H-antigener, dvs. Antigene subvariants, for eksempel: .. H2a, N2, eller H2C 020 O20a, O20ab etc ... I alt er 43 O-serogrupper og 57 OH-serovaranter inkludert i listen over diarogenogene E. Coli. Denne listen er påfylt med alle nye serovarianter.

[12], [13], [14]

Symptomer

Gruppe 9 omfatter serogrupper klasse 1 og klasse 2. De fire serogruppe Y serogrupper klasse 1 har plasmid (MD 60) som styrer syntesen av faktor adhesjon og kolonisering EAF type. Det er representert ved et protein lokalisert i den ytre membranen, og er identifisert ved bakteriers evne til å feste seg til cellene i HEp-2. Proteinet har en masse på 94 kD. I serogrupper av klasse 2 er dette plasmidet fraværende, deres patogenitet skyldes noen andre faktorer. Noen stammer 4 i begge klassene har evnen til å syntetisere STX. 4 kolonisere plasmolemmen av enterocytter, forårsake skade på overflaten av epitelet med dannelse av erosjon og moderat betennelse. Den infiserende dose på 105-10 ¹² celler. Prosessen er lokalisert i tynntarmen. Sykdommen er preget av vannig diaré og markert dehydrering. For det meste er barn i det første år av livet syk. Veien for infeksjon er kontakt-husholdning, mindre ofte mat.

Serogrupper EIEC og 4 er de hyppigste synderne av nosokomielle utbrudd.

ENES produserer cytotoksiner STX-1 og STX-2. Personer forårsaker hemorragisk kolitt med alvorlige komplikasjoner i form av hemolytisk uremi og trombotisk trombocytopenisk purpura. Toksiner ødelegger endotelceller i små blodkar. Dannelsen av blodpropper og tap av fibrin fører til brudd på blodstrøm, blødning, iskemi og nekrose i celleveggen. Uremisk hemolytisk syndrom kan føre til døden. EHEC ført til mange serotyper (-150), men hoved epidemiologiske rollen til E. Coli 0157-H7 og dens bezzhgutikovy mutant av E. Coli 0157: NM, slik at så snart de dannes STX. Disse bakteriestammer kan bare frigjøre en av cytotoksiner, eller begge deler. Det antas at det naturlige reservoaret til ENOV-serovarer, inkludert E. Coli 0157: H7, er storfe og sauer. Den hyppigste infeksjonsruten er mat (kjøtt, spesielt hakket kjøtt, melk). E. Coli 0157: H7 er uvanlig resistent mot ugunstige faktorer. Dette bidrar til overlevelse og reproduksjon i forskjellige produkter. Mulig forurensning ved kontakt og husholdning. Utbruddet av sykdommen er akutt: tarmkramper, deretter diaré, i utgangspunktet vassen, deretter med blod. Barn og voksne er syke. Den syke personen er smittsom.

Laboratoriediagnostikk

Den er basert på isolasjonen av patogenes rene kultur og dens identifikasjon, samt på testingen av toksiner ved PCR. Den forårsakende middel til escherichiosis er identifisert med et sett av polyvalent OK-sera og et sett av adsorberte sera som inneholder antistoffer mot bare visse antigener. For å identifisere EIEC kan en keratokonaktiv prøve brukes. Noen EIEC-representanter er immobile, gjærer ikke laktose og salicin. Identifikasjon av E. Coli 0157: H7 er hjulpet av manglende evne til å fermentere sorbitol (bruk Endo medium med sorbitol istedenfor laktose). Men det er best å bruke PCR-testsystemet for å identifisere og differensiere patogener i OKZ (alle kategorier). Om nødvendig bestemmer de valgte patogenene sensitiviteten for antibiotika.

Behandling av Escherichia coli

Forskjellige antibiotika brukes. Orale saltoppløsninger brukes til å gjenopprette forstyrret vann-saltmetabolismen. De er produsert i cellofanposer i form av pulver som inneholder 3,5 g NaCl. NaHC03 - 2,5 g; KC1 - 1,5 g og glukose - 20,0 g og oppløst i 1 liter vann.