Shigellae

Dysenteri er en infeksjonssykdom karakterisert ved generell forgiftning av kroppen, diaré og en spesifikk lesjon i tykktarmens slimhinne. Det er en av de vanligste akutte tarmsykdommene i verden. Dysenteri har vært kjent siden antikken under navnet "blodig diaré", men dens natur viste seg å være annerledes. I 1875 isolerte den russiske forskeren F.A. Lesh amøben Entamoeba histolytica fra en pasient med blodig diaré, og i løpet av de påfølgende 15 årene ble sykdommen etablert uavhengig, som navnet amøbiasis forble for.

De forårsakende agensene for dysenteri er en stor gruppe biologisk like bakterier, samlet i slekten Shigella. Det forårsakende agens ble først oppdaget i 1888 av A. Chantemes og F. Vidal; i 1891 ble det beskrevet av A.V. Grigoriev, og i 1898 identifiserte K. Shiga, ved hjelp av serum fra en pasient, det forårsakende agens hos 34 pasienter med dysenteri, og beviste dermed endelig den etiologiske rollen til denne bakterien. Imidlertid ble andre forårsakende agenser for dysenteri oppdaget i de påfølgende årene: i 1900 - av S. Flexner, i 1915 - av K. Sonne, i 1917 - av K. Stutzer og K. Schmitz, i 1932 - av J. Boyd, i 1934 - av D. Large, i 1943 - av A. Sax.

For tiden omfatter slekten Shigella mer enn 40 serotyper. Alle er korte, ikke-bevegelige, gramnegative staver som ikke danner sporer eller kapsler og vokser godt på vanlige næringsmedier, vokser ikke på et sultmedium med sitrat eller malonat som eneste karbonkilde; danner ikke H2S, har ikke urease; Voges-Proskauer-reaksjonen er negativ; de fermenterer glukose og noen andre karbohydrater for å danne syre uten gass (med unntak av noen biotyper av Shigella flexneri: S. manchester og S. newcastle); som regel fermenterer de ikke laktose (med unntak av Shigella Sonnei), adonitol, salicin og inositol, flyter ikke gelatin, danner vanligvis katalase, har ikke lysindekarboksylase og fenylalanin-deaminase. G+C-innholdet i DNA er 49–53 mol%. Shigella er fakultative anaerober, den optimale temperaturen for vekst er 37 °C, de vokser ikke ved temperaturer over 45 °C, den optimale pH-verdien i mediet er 6,7–7,2. Kolonier på tette medier er runde, konvekse, gjennomskinnelige, og ved dissosiasjon dannes det grove R-formede kolonier. Veksten på MPB er i form av jevn turbiditet, grove former danner et sediment. Nylig isolerte kulturer av Shigella Sonnei danner vanligvis kolonier av to typer: små runde konvekse (fase I), store flate (fase II). Koloniens natur avhenger av tilstedeværelsen (fase I) eller fraværet (fase II) av et plasmid med mm 120 MD, som også bestemmer virulensen til Shigella Sonnei.

Den internasjonale klassifiseringen av Shigella er basert på deres biokjemiske egenskaper (mannitol-ikke-fermenterende, mannitol-fermenterende, langsomt laktose-fermenterende Shigella) og egenskapene til deres antigenstruktur.

Shigella har O-antigener med varierende spesifisitet: felles for Enterobacteriaceae-familien, generiske, arts-, gruppe- og typespesifikke, samt K-antigener; de har ikke H-antigener.

Klassifiseringen tar kun hensyn til gruppe- og typespesifikke O-antigener. I henhold til disse trekkene er slekten Shigella delt inn i 4 undergrupper, eller 4 arter, og inkluderer 44 serotyper. Undergruppe A (arten Shigella dysenteriae) inkluderer shigella som ikke fermenterer mannitol. Arten inkluderer 12 serotyper (1-12). Hver serotype har sitt eget spesifikke typeantigen; antigeniske koblinger mellom serotyper, så vel som med andre arter av shigella, er svakt uttrykt. Undergruppe B (arten Shigella flexneri) inkluderer shigella som vanligvis fermenterer mannitol. Shigella av denne arten er serologisk beslektet med hverandre: de inneholder typespesifikke antigener (I-VI), som de er delt inn i serotyper (I-6/') og gruppeantigener, som finnes i forskjellige sammensetninger i hver serotype, og som serotyper er delt inn i subserotyper. I tillegg inkluderer denne arten to antigenvarianter - X og Y, som ikke har typeantigener, men som skiller seg i sett med gruppeantigener. Serotype S.flexneri 6 har ikke subserotyper, men er delt inn i 3 biokjemiske typer basert på egenskapene til fermentering av glukose, mannitol og dulcitol.

Lipopolysakkarid-antigenet O i alle Shigella flexneri inneholder gruppeantigenet 3, 4 som hovedprimærstruktur, syntesen styres av et kromosomalt gen lokalisert nær his-locus. Typespesifikke antigener I, II, IV, V og gruppeantigener 6, 7, 8 er resultatet av modifisering av antigenene 3, 4 (glykosylering eller acetylering) og bestemmes av genene til de tilsvarende konverterende profagene, hvis integrasjonssted er lokalisert i lac-pro-regionen av Shigella-kromosomet.

Den nye subserotypen S.flexneri 4 (IV:7, 8), som dukket opp i landet på 1980-tallet og ble utbredt, skiller seg fra subserotypene 4a (IV;3,4) og 4b (IV:3, 4, 6), og oppsto fra varianten S.flexneri Y (IV:3, 4) som et resultat av lysogenisering ved omdannelse av profagene IV og 7, 8.

Undergruppe C (Shigella boydix-art) inkluderer shigella som vanligvis fermenterer mannitol. Medlemmer av gruppen er serologisk forskjellige fra hverandre. Antigeniske koblinger innen arten er svake. Arten inkluderer 18 serotyper (1-18), hver med sin egen hovedtypeantigen.

Undergruppe D (Shigella sonnei-arter) omfatter shigella som vanligvis fermenterer mannitol og er i stand til sakte (etter 24 timers inkubasjon og senere) å fermentere laktose og sukrose. Arten S. sonnei omfatter én serotype, men kolonier av fase I og II har sine egne typespesifikke antigener. To metoder er foreslått for intraspesifikk klassifisering av Shigella sonnei:

• dele dem inn i 14 biokjemiske typer og undertyper i henhold til deres evne til å gjære maltose, rhamnose og xylose;
• inndeling i fagtyper basert på følsomhet for et sett med tilsvarende fager.

Disse typemetodene er hovedsakelig av epidemiologisk betydning. I tillegg types Shigella Sonnei og Shigella Flexneri for samme formål basert på deres evne til å syntetisere spesifikke koliciner (kolicin-genotyping) og deres følsomhet for kjente koliciner (kolicinotyping). For å bestemme typen koliciner produsert av Shigella, foreslo J. Abbott og R. Shannon sett med typiske og indikatorstammer av Shigella, og for å bestemme Shigellas følsomhet for kjente typer koliciner, brukes settet med referansekolikinogene stammer fra P. Frederick.

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

Shigella-resistens

Shigella har ganske høy motstand mot miljøfaktorer. De overlever på bomullsstoff og papir i 0–36 dager, i tørket avføring – opptil 4–5 måneder, i jord – opptil 3–4 måneder, i vann – fra 0,5 til 3 måneder, på frukt og grønnsaker – opptil 2 uker, i melk og meieriprodukter – opptil flere uker; ved en temperatur på 60 °C dør de i løpet av 15–20 minutter. De er følsomme for kloraminløsninger, aktivt klor og andre desinfeksjonsmidler.

Patogenitetsfaktorer for Shigella

Den viktigste biologiske egenskapen til shigella, som bestemmer deres patogenitet, er evnen til å trenge inn i epitelceller, formere seg i dem og forårsake deres død. Denne effekten kan oppdages ved hjelp av en keratokonjunktivaltest (innføring av én løkke med shigellakultur (2-3 milliarder bakterier) under det nedre øyelokket til et marsvin forårsaker utvikling av serøs-purulent keratokonjunktivitt), samt ved å infisere cellekulturer (cytotoksisk effekt) eller kyllingembryoer (deres død), eller intranasalt hvite mus (utvikling av lungebetennelse). Hovedfaktorene for shigellapatogenitet kan deles inn i tre grupper:

• faktorer som bestemmer interaksjonen med slimhinneepitelet;
• faktorer som sikrer motstand mot makroorganismens humorale og cellulære forsvarsmekanismer og shigellas evne til å reprodusere seg i cellene sine;
• evnen til å produsere giftstoffer og giftige produkter som forårsaker utviklingen av selve den patologiske prosessen.

Den første gruppen inkluderer adhesjons- og koloniseringsfaktorer: deres rolle spilles av pili, ytre membranproteiner og LPS. Adhesjon og kolonisering fremmes av enzymer som ødelegger slim - neuraminidase, hyaluronidase, mucinase. Den andre gruppen inkluderer invasjonsfaktorer som fremmer penetrering av shigella inn i enterocytter og deres reproduksjon i dem og i makrofager med samtidig manifestasjon av en cytotoksisk og (eller) enterotoksisk effekt. Disse egenskapene kontrolleres av genene til plasmidet med mm 140 MD (det koder for syntesen av ytre membranproteiner som forårsaker invasjon) og kromosomale gener av shigella: kcr A (forårsaker keratokonjunktivitt), cyt (ansvarlig for celleødeleggelse), samt andre gener som ennå ikke er identifisert. Beskyttelse av shigella mot fagocytose gis av overflate-K-antigenet, antigenene 3,4 og lipopolysakkarid. I tillegg har lipid A av shigella-endotoksin en immunsuppressiv effekt: det undertrykker aktiviteten til immunminneceller.

Den tredje gruppen av patogenitetsfaktorer inkluderer endotoksin og to typer eksotoksiner som finnes i Shigella - Shiga og Shiga-lignende eksotoksiner (SLT-I og SLT-II), hvis cytotoksiske egenskaper er mest uttalt i S. dysenteriae. Shiga og Shiga-lignende toksiner er også funnet i andre serotyper av S. dysenteriae; de produseres også av S. flexneri, S. sonnei, S. boydii, EHEC og noen salmonellabakterier. Syntesen av disse toksinene kontrolleres av toksgenene til konverterende fager. Enterotoksiner av LT-typen er funnet i Shigella flexneri, sonnei og boydii. LT-syntesen i dem kontrolleres av plasmidgener. Enterotoksin stimulerer adenylatcyklaseaktivitet og er ansvarlig for utviklingen av diaré. Shigatoksin, eller nevrotoksin, reagerer ikke med adenylatcyklasesystemet, men har en direkte cytotoksisk effekt. Shiga og Shiga-lignende toksiner (SLT-I og SLT-II) har en molekylvekt på 70 kDa og består av underenheter A og B (sistnevnte av 5 identiske små underenheter). Reseptoren for toksinene er et glykolipid i cellemembranen. Virulensen til Shigella sonnei avhenger også av et plasmid med en molekylvekt på 120 MDa. Det kontrollerer syntesen av omtrent 40 polypeptider i den ytre membranen, hvorav syv er assosiert med virulens. Shigella sonnei med dette plasmidet danner fase I-kolonier og er virulente. Kulturer som har mistet plasmidet danner fase II-kolonier og mangler virulens. Plasmider med en molekylvekt på 120–140 MDa ble funnet i Shigella flexneri og Boyd. Shigella lipopolysakkarid er et sterkt endotoksin.

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

Postinfeksiøs immunitet

Som observasjoner på aper har vist, gjenstår en sterk og ganske langvarig immunitet etter dysenteri. Den er forårsaket av antimikrobielle antistoffer, antitoksiner, økt aktivitet av makrofager og T-lymfocytter. Lokal immunitet i tarmslimhinnen, mediert av IgA, spiller en betydelig rolle. Immunitet er imidlertid typespesifikk, og sterk kryssimmunitet forekommer ikke.

Epidemiologi av dysenteri

Smittekilden er kun mennesker. Ingen dyr i naturen lider av dysenteri. Under eksperimentelle forhold kan dysenteri bare reproduseres hos aper. Smittemåten er fekal-oral. Smitteveiene er vann (dominerende for Shigella flexneri), mat, hvor melk og meieriprodukter spiller en spesielt viktig rolle (den dominerende smitteveien for Shigella sonnei), og kontakt-husholdning, spesielt for arten S. dysenteriae.

Et trekk ved dysenteriepidemiologi er endringen i artssammensetningen av patogener, samt Sonne-biotyper og Flexner-serotyper i visse regioner. For eksempel, frem til slutten av 1930-tallet, utgjorde S. dysenteriae 1 30–40 % av alle tilfeller av dysenteri, og deretter begynte denne serotypen å forekomme sjeldnere og sjeldnere og forsvant nesten. Imidlertid dukket S. dysenteriae opp igjen på den historiske arenaen på 1960–1980-tallet og forårsaket en rekke epidemier som førte til dannelsen av tre hyperendemiske foci av den – i Mellom-Amerika, Sentral-Afrika og Sør-Asia (India, Pakistan, Bangladesh og andre land). Årsakene til endringen i artssammensetningen av dysenteripatogener er sannsynligvis knyttet til endringer i kollektiv immunitet og endringer i egenskapene til dysenteribakterier. Spesielt er tilbakekomsten av S. dysenteriae 1 og dens utbredte distribusjon, som forårsaket dannelsen av hyperendemiske dysenterifokus, assosiert med dens oppkjøp av plasmider som forårsaket multippel medikamentresistens og økt virulens.

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

Symptomer på dysenteri

Inkubasjonsperioden for dysenteri er 2–5 dager, noen ganger mindre enn en dag. Dannelsen av et infeksjonsfokus i slimhinnen i den nedadgående tykktarmen (sigmoid og endetarm), hvor det forårsakende agensen for dysenteri trenger inn, er syklisk: adhesjon, kolonisering, penetrering av shigella inn i cytoplasmaet til enterocytter, deres intracellulære reproduksjon, ødeleggelse og avstøting av epitelceller, frigjøring av patogener i tarmlumen; etter dette begynner en annen syklus - adhesjon, kolonisering, etc. Intensiteten av syklusene avhenger av konsentrasjonen av patogener i parietallaget av slimhinnen. Som et resultat av gjentatte sykluser vokser det inflammatoriske fokuset, de resulterende sårene, sammenføyningen, øker eksponeringen av tarmveggen, som et resultat av at blod, mukopurulente klumper, polymorfonukleære leukocytter vises i avføringen. Cytotoksiner (SLT-I og SLT-II) forårsaker celleødeleggelse, enterotoksin - diaré, endotoksiner - generell rus. Det kliniske bildet av dysenteri bestemmes i stor grad av typen eksotoksiner som produseres av patogenet, graden av dets allergifremkallende effekt og kroppens immunstatus. Imidlertid er mange spørsmål knyttet til dysenteris patogenese fortsatt uklare, spesielt: trekk ved dysenteriforløpet hos barn i de to første leveårene, årsakene til overgangen fra akutt dysenteri til kronisk, betydningen av sensibilisering, mekanismen for lokal immunitet i tarmslimhinnen, etc. De mest typiske kliniske manifestasjonene av dysenteri er diaré, hyppig trang: i alvorlige tilfeller opptil 50 eller flere ganger om dagen, tenesmus (smertefulle spasmer i endetarmen) og generell rus. Avføringens art bestemmes av graden av skade på tykktarmen. Den alvorligste formen for dysenteri er forårsaket av S. dysenteriae 1, den mildeste er Sonne-dysenteri.

Laboratoriediagnostikk av dysenteri

Hovedmetoden er bakteriologisk. Materialet for studien er avføring. Skjema for isolering av patogenet: såing på differensialdiagnostiske Endo- og Ploskirev-medier (parallelt på anrikningsmediet med påfølgende såing på Endo-, Ploskirev-medier) for å isolere isolerte kolonier, oppnå en renkultur, studere dens biokjemiske egenskaper og, med tanke på sistnevnte, identifikasjon ved hjelp av polyvalente og monovalente diagnostiske agglutinerende sera. Følgende kommersielle sera produseres.

For Shigella som ikke fermenterer mannitol:

• til S. dysenteriae 1 og 2 (polyvalent og monovalent),
• til S. dysenteriae 3–7 (polyvalent og monovalent),
• til S. dysenteriae 8–12 (polyvalent og monovalent).

Til Shigella-fermenterende mannitol: til typiske antigener av S. flexneri I, II, III, IV, V, VI, til gruppeantigener av S. flexneri 3, 4, 6,7,8 - polyvalent, til antigener av S. boydii 1-18 (polyvalent og monovalent), til antigener av S. sonnei fase I, fase II, til antigener av S. flexneri I-VI + S. sonnei - polyvalent.

For rask identifisering av Shigella anbefales følgende metode: en mistenkelig koloni (laktose-negativ på Endo-medium) sås på nytt på TSI-medium (trippelsukkerjern) – en tresukkeragar (glukose, laktose, sukrose) med jern for å bestemme H2S-produksjonen; eller på et medium som inneholder glukose, laktose, sukrose, jern og urea.

Enhver organisme som bryter ned urea etter 4 til 6 timers inkubasjon er sannsynligvis en Proteus-organisme og kan utelukkes. En organisme som produserer H2S eller har urease eller produserer syre på skråflaten (fermenterer laktose eller sukrose) kan utelukkes, selv om stammer som produserer H2S bør undersøkes som mulige medlemmer av Salmonella-slekten. I alle andre tilfeller bør kulturen som dyrkes på disse mediene undersøkes, og hvis den fermenterer glukose (fargeendring i kolonnen), isoleres den i ren form. Samtidig kan den undersøkes i en agglutinasjonstest på et objektglass med passende antisera mot Shigella-slekten. Om nødvendig utføres andre biokjemiske tester for å bekrefte tilhørighet til Shigella-slekten, og motilitet studeres også.

Følgende metoder kan brukes til å påvise antigener i blod (inkludert i CIC), urin og avføring: RPGA, RSK, koagglutinasjonsreaksjon (i urin og avføring), IFM, RAGA (i blodserum). Disse metodene er svært effektive, spesifikke og egnet for tidlig diagnostikk.

For serologisk diagnostikk kan følgende brukes: RPGA med tilhørende erytrocyttdiagnostikk, immunofluorescensmetode (i indirekte modifikasjon), Coombs-metode (bestemmelse av titer av ufullstendige antistoffer). En allergisk test med dysenterin (en løsning av proteinfraksjoner av shigella flexneri og sonnei) er også av diagnostisk verdi. Reaksjonen tas i betraktning etter 24 timer. Den anses som positiv ved hyperemi og et infiltrat med en diameter på 10–20 mm.

Behandling av dysenteri

Hovedfokuset rettes mot gjenoppretting av normal vann-saltmetabolisme, rasjonell ernæring, avgiftning, rasjonell antibiotikabehandling (med tanke på patogenets følsomhet for antibiotika). God effekt oppnås ved tidlig bruk av polyvalente dysenteribakteriofager, spesielt tabletter med et pektinbelegg, som beskytter fagen mot virkningen av HCl i magesaften. I tynntarmen løses pektinet opp, fagene frigjøres og viser sin effekt. For profylaktiske formål bør fagen gis minst én gang hver tredje dag (dens overlevelsesperiode i tarmen).

Spesifikk forebygging av dysenteri

Ulike vaksiner har blitt brukt for å skape kunstig immunitet mot dysenteri: fra drepte bakterier, kjemikalier, alkohol, men alle viste seg å være ineffektive og ble avviklet. Vaksiner mot Flexners dysenteri er laget fra levende (mutante, streptomycinavhengige) Shigella Flexneri; ribosomale vaksiner, men de har heller ikke funnet bred anvendelse. Derfor er problemet med spesifikk forebygging av dysenteri fortsatt uløst. Den viktigste måten å bekjempe dysenteri på er å forbedre vannforsyningen og avløpssystemet, sikre strenge sanitære og hygieniske forhold i næringsmiddelbedrifter, spesielt meieriindustrien, i barneinstitusjoner, offentlige steder og for å opprettholde personlig hygiene.