Глава 2 возбудители бактериальной дизентериИ, холерЫ. Микробиологическая диагностика
2.1. Дизентерия
Дизентерия – острое инфекционное заболевание человека, вызываемое шигеллами, характеризуется поражением слизистой оболочки дистального отдела толстого кишечника, общей интоксикацией, схваткообразными болями, частым жидким стулом с примесью крови и слизи, тенезмами.
История открытия и изучения дизентерии
С древних времен человечеству известны эпидемии дизентерии. Впервые название «дизентерия» дал Гиппократ. Дизентерия получает наибольшее распространение во времена войн и голода. В Крымской кампании 1854–1856 гг. английская армия в боях потеряла более 4,5 тыс. солдат, а от дизентерии более 2 тыс. человек. Во времена русско-турецкой войны 1877 г. только в русской армии погибло от дизентерии более 3 тыс. человек. В годы первой мировой войны в немецкой армии заболело более 155 тыс., а погибло более 8,6 тыс. человек. Плохие санитарно-бытовые условия, отсутствие антибиотиков часто выводили из строя солдат, что приводило к их гибели в бóльшем количестве, чем сами военные действия. Дизентерию вызывают бактерии рода Shigella, к которому относятся более 50 известных видов, подвидов, серотипов и подтипов дизентерийных бактерий.
Начал изучать шигеллезы Жорж Фернан-Изидор Видаль в 1888 г., однако выделил чистую культуру возбудителя А.В. Григорьев, который в 1891 г. обнаружил его в трупах умерших от дизентерии. В 1898 г. И. Шига выделил культуру возбудителя от больных дизентерией и доказал его этиологическое значение. Род Shigella позже выделили А. Кастеллани и А. Дж. Чалмерс (1919) и назвали его в честь японского исследователя И. Шига. Позднее были выделены и изучены новые виды шигелл: С. Флекснер (1900), К. Зоне (1915), И. Штуцер и К. Шмитц (1917), А. Сакс (1943), Дж. Бойд (1938), Э.М. Новгородская (1943). В XX веке улучшились санитарно-бытовые и жилищные условия жизни, однако заболевание распространено повсеместно и в настоящее время, особенно среди населения с неудовлетворительными социально-экономическими и санитарно-гигиеническими условиями.
Этиология
Согласно Международной классификации, принятой в 1962 году, возбудители дизентерии относятся к семейству Enterobacteriacеae, род Shigella.
Род Shigella подразделяют соответственно обнаруженным групповым и типоспецифическим О-антигенам на 4 подгруппы:
A – Sh. dysenteriae (16 сероваров);
B – Sh. flexneri (19 сероваров);
C – Sh. boydi (18 сероваров);
D – Sh. sonnei (1 серовар).
Шигеллы – короткие неподвижные грамотрицательные палочки, спор и капсул не образуют, на поверхности клетки находятся короткие ворсинки (пили), неприхотливы к питательным средам (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Возбудитель дизентерии
окраска по Граму, микроскопия иммерсионным объективом
(источник заимствования – ресурсы сети Интернет)
Бактерии являются факультативными анаэробами, слабо ферментируют углеводы, оптимум рН составляет 7,2–7,4, оптимальная температура роста 37°С. Шигеллы содержат термостабильный соматический О-антиген, в состав которого входят групповые, типовые и межтиповые антигены, К-антиген является оболочечной структурой.
При разрушении микробных клеток выделяется эндотоксин, а также экзотоксины: цитотоксин, энтеротоксин, нейротоксин. Факторами патогенности шигелл является способность к адгезии (пили, белки наружной мембраны, липополисахарид), инвазии (гемолизин), токсинообразованию и внутриклеточному размножению. Степень патогенности наиболее выражена у бактерий Григорьева-Шига (Sh. dysenteriae серовара 1), менее – у других видов.
Возбудители устойчивы во внешней среде:
шигеллы сохраняют свои биологические свойства:
на х/б ткани и бумаге – до 36 дней;
в высохших испражнениях – 4–5 месяцев;
в почве – 4 месяцев;
в воде – от 2 недель до 3 месяцев;
на фруктах, овощах – 2 недели;
в молоке и молочных продуктах – несколько месяцев;
наиболее устойчивые во внешней среде Sh. sonnei могут длительно сохраняться на предметах обихода, игрушках;
переносят замораживание – до 40 дней.
Возбудители чувствительны:
Погибают:
при <60°С – в течение 20–30 минут;
при 60°С – через 15–20 минут;
при 100°С – мгновенно;
под воздействием солнечного света – через 2–3 часа;
чувствительны к дезинфектантам.
Эпидемиология
Шигеллезы в настоящее время имеют широкое распространение, особенно в странах с нищенским уровнем жизни, антисанитарными жилищными условиями, низким уровнем санитарной культуры населения.
Значимость отдельных возбудителей дизентерии менялась за последние сто лет. В начале ХХ века, особенно во время гражданской войны, на территории России наиболее тяжелые формы и летальность были связаны с распространением Sh. dysenteriae (Григорьев-Шига серовар 1). В 50-е годы до 90% заболеваний было вызвано Sh. flexneri (Бойд 88, Манчестер, Ньюкасл). Во второй половине столетия отмечено преимущественное распространение дизентерийных палочек Sh. sonnei. В последние годы активизировалась дизентерия, вызываемая Sh. dysenteriae (Григорьева-Шига серовар 1) на полуострове Индостан, в Юго-Восточной Азии, Пакистане, Таджикистане, Южной и Экваториальной Африке, Латинской Америке. Выраженная вирулентность возбудителя дает возможность этим микроорганизмам вызывать эпидемии с тяжелым течением заболевания и летальностью 2–7%.
Дизентерия – это антропонозная инфекция. Механизм передачи – фекально-оральный. Пути передачи: водный, пищевой (молочные продукты), контактно-бытовой (фактор грязных рук и «мушиный»). Источник инфекции – человек, больной острой или хронической формой, а также бактерионоситель. Наибольшую опасность для распространения инфекции представляют больные со стертыми формами дизентерии, которые выделяют шигеллы во внешнюю среду с фекалиями (лица, работающие в пищевой промышленности). Наиболее контагиозны больные острыми, типично протекающими формами заболевания. Больные дизентерией заразны с начала болезни, а иногда с конца инкубационного периода. Длительность выделения возбудителя больными не более 1 недели, но может затягиваться и до 2–3 недель. Если у лиц, перенесших острую дизентерию и не имеющих клинических проявлений болезни, имеющих нормальные данные ректороманоскопии, сроком до 3 месяцев выделяют возбудитель, то они являются реконвалесцентными бактерионосителями и представляют угрозу, как источники инфекции.
Патогенез
Ведущим фактором в патогенезе болезни является токсинемия, которая возникает за счет поступления шигеллезных ядов, продуктов воспаления и некроза из пораженных отделов толстой кишки, вследствиие чего происходит поражение центральной и периферической нервной системы, сердечно-сосудистой и пищеварительной систем.
Патогенность шигелл обуславливает адгезию, инвазию, способность к токсинообразованию. Далее – колонизация, внедрение шигелл в цитоплазму энтероцитов, их поражение и разрушение. В пораженных клетках возбудители активно размножаются, выделяемый ими токсин обеспечивает развитие в подслизистом слое воспалительного процесса. Цитотоксин, выделяемый шигеллами, нарушает синтез белка на рибосомах. Развивается отек и деструкция слизистой толстой кишки. Катаральное или фиброзно-некротическое воспаление приводит к гибели эпителиальных клеток и способствует образованию эрозии и язв. Происходит отторжение клеток и выход возбудителя в просвет кишечника. Цикл повторяется. Его интенсивность зависит от концентрации возбудителя в пристеночном слое слизистой. Очаг воспаления увеличивается, эрозии сливаются. В испражнениях появляются кровь, слизисто-гнойные комочки, полиморфно-ядерные лейкоциты.
Таким образом, патогенез заболевания определяется адгезивными свойствами возбудителя, проникновением его в клетки, размножением там и продукцией токсинов. Интоксикация усугубляется действием эндотоксина, высвобождающегося при массовой гибели возбудителей.
Клиника
Течение дизентерии может проходить в разной форме – от бессимптомных до тяжелых форм. Инкубационный период – 1–7 суток (чаще 1–2 дня). Длительность заболевания колеблется от 1–2 до 8–9 дней.
Начало заболевания может сопровождаться повышением температуры до 38–39°С, головной болью, слабостью. Появляются режущие, схваткообразные боли в животе, усиливающиеся тенезмами – мучительными тянущими болями в области прямой кишки перед дефекацией с ложными позывами на дефекацию. Первоначально стул частый (10–25 деф/день), вскоре становится более редким. Стул слизисто-кровянистый, а в более поздний срок – гнойный. Характерен «ректальный плевок». Типичны катаральные, катарально-геморрагические, реже – катарально-язвенные поражения кишечника.
Ранее тяжелые случаи заканчивались гибелью 10–15% больных, в настоящее время она колеблется в пределах 0–1%.
После заболевания дизентерией возможны хронизация процесса или формирование бактерионосительства.
Иммунитет
После перенесенного заболевания вырабатывается гуморальный, видо- и типоспецифический, преимущественно местный (секреторные иммуноглобулины А (Ig А)), непродолжительный (4–12 месяцев) антимикробный и антитоксический иммунитет. Возможно повторное заражение разными видами и типами возбудителя.
Специфическая диагностика (Схема 4)
Материалом для микробиологической диагностики служат испражнения, комочки слизи, гной, кровь больных, реконвалесцентов, носителей, реже – рвотные массы, промывные воды желудка, пищевые продукты. Для подтверждения диагноза у больных хронической дизентерией необходимо выделение из фекалий шигелл того же вида, серотипа, что и при остром течении заболевания.
При бактериологическом методе необходимо выделить чистую культуру возбудителя и провести ее идентификацию. Для повышения эффективности данного метода необходимо соблюдать основные правила взятия фекалий до проведения этиотропной терапии.
При серологическом методе исследуют сыворотку крови для определения специфических антител.
Забор материала следует проводить:
до принятия антимикробных препаратов;
используя стерильную емкость для забора кала.
Посев необходимо производить на питательные среды сразу после забора материала или поместить фекалии в консервирующий раствор глицериновой смеси, если доставка в лабораторию занимает какое-то время.
Лабораторные исследования проводят с помощью бактериологического и серологического методов диагностики. А также проводят аллергологическую пробу и применяют неспецифические методы диагностики.
Бактериологический
Этапы выполнения
Отмытые физраствором кусочки гноя и слизи переносят на поверхность питательной среды в чашки Петри и досуха растирают стерильным шпателем. Посев делают на среду Плоскирева, Эндо. В селенитовую, магниевую среду засевают для задержки роста сопутствующей флоры. Посевы ставят на 18–24 часа в термостат (37°С).
Шигеллы на средах Плоскирева и Эндо образуют колонии S‑формы – круглые, выпуклые, с ровным краем, бесцветные, мелкие или средних размеров (1–3 мм), могут давать колонии R-формы – плоские с зазубренными краем, что характерно для S. sonnei.
Схема 4