Šigele

Dizenterija je zarazna bolest koju karakterizira opća intoksikacija tijela, proljev i specifična lezija sluznice debelog crijeva. To je jedna od najčešćih akutnih crijevnih bolesti na svijetu. Dizenterija je poznata od davnina pod nazivom "krvavi proljev", ali njezina priroda pokazala se drugačijom. Godine 1875. ruski znanstvenik F. A. Lesh izolirao je amebu Entamoeba histolytica od pacijenta s krvavim proljevom, u sljedećih 15 godina utvrđena je neovisnost ove bolesti, za koju je ostao naziv amebijaza.

Uzročnici dizenterije u samom poretku velika su skupina biološki sličnih bakterija, ujedinjenih u rodu Shigella. Uzročnika su prvi otkrili 1888. A. Chantemes i F. Vidal; 1891. opisao ga je A. V. Grigoriev, a 1898. K. Shiga je, koristeći serum dobiven od pacijenta, identificirao uzročnika kod 34 pacijenta s dizenterijom, konačno dokazavši etiološku ulogu ove bakterije. Međutim, u sljedećim godinama otkriveni su i drugi uzročnici dizenterije: 1900. - S. Flexner, 1915. - K. Sonne, 1917. - K. Stutzer i K. Schmitz, 1932. - J. Boyd, 1934. - D. Large, 1943. - A. Sax.

Trenutno, rod Shigella uključuje više od 40 serotipova. Svi su to kratki, nepokretni, gram-negativni štapići koji ne tvore spore ili kapsule i dobro rastu na običnim hranjivim podlogama, ne rastu na hranjivom mediju s citratom ili malonatom kao jedinim izvorom ugljika; ne tvore H2S, nemaju ureazu; Voges-Proskauerova reakcija je negativna; fermentiraju glukozu i neke druge ugljikohidrate stvarajući kiselinu bez plina (osim nekih biotipova Shigella flexneri: S. manchester i S. newcastle); u pravilu ne fermentiraju laktozu (osim Shigella Sonnei), adonitol, salicin i inozitol, ne ukapljuju želatinu, obično tvore katalazu, nemaju lizin dekarboksilazu i fenilalanin deaminazu. Sadržaj G + C u DNA je 49-53 mol %. Shigella su fakultativni anaerobi, optimalna temperatura za rast je 37 °C, ne rastu na temperaturama iznad 45 °C, optimalni pH medija je 6,7-7,2. Kolonije na gustim medijima su okrugle, konveksne, prozirne, u slučaju disocijacije nastaju hrapave kolonije R-oblike. Rast na MPB-u je u obliku jednolične zamućenosti, hrapavi oblici tvore talog. Svježe izolirane kulture Shigella Sonnei obično tvore kolonije dva tipa: male okrugle konveksne (faza I), velike ravne (faza II). Priroda kolonije ovisi o prisutnosti (faza I) ili odsutnosti (faza II) plazmida s mm 120 MD, što također određuje virulenciju Shigella Sonnei.

Međunarodna klasifikacija Shigella temelji se na njihovim biokemijskim karakteristikama (Shigella koje ne fermentiraju manitol, Shigella koje fermentiraju manitol, Shigella koje sporo fermentiraju laktozu) i značajkama njihove antigenske strukture.

Shigella imaju O-antigene različite specifičnosti: zajedničke za porodicu Enterobacteriaceae, generičke, specifične za vrstu, grupu i tip, kao i K-antigene; nemaju H-antigene.

Klasifikacija uzima u obzir samo grupne i tipske O-antigene. Prema tim značajkama, rod Shigella podijeljen je u 4 podskupine, odnosno 4 vrste, i uključuje 44 serotipa. Podskupina A (vrsta Shigella dysenteriae) uključuje šigele koje ne fermentiraju manitol. Vrsta uključuje 12 serotipova (1-12). Svaki serotip ima svoj specifični tipski antigen; antigenske veze između serotipova, kao i s drugim vrstama šigela, slabo su izražene. Podskupina B (vrsta Shigella flexneri) uključuje šigele koje obično fermentiraju manitol. Šigele ove vrste su serološki međusobno povezane: sadrže tipske antigene (I-VI), po kojima se dijele na serotipove (1-6/') i grupne antigene, koji se nalaze u različitim sastavima u svakom serotipu i po kojima se serotipovi dijele na podserotipove. Osim toga, ova vrsta uključuje dvije antigenske varijante - X i Y, koje nemaju tipske antigene, razlikuju se po skupovima grupnih antigena. Serotip S.flexneri 6 nema podserotipove, ali se dijeli na 3 biokemijska tipa prema značajkama fermentacije glukoze, manitola i dulcitola.

Lipopolisaharidni antigen O u svim Shigella flexneri sadrži grupni antigen 3, 4 kao glavnu primarnu strukturu, njegovu sintezu kontrolira kromosomski gen lokaliziran u blizini his-lokusa. Tipski specifični antigeni I, II, IV, V i grupni antigeni 6, 7, 8 rezultat su modifikacije antigena 3, 4 (glikozilacija ili acetilacija) i određeni su genima odgovarajućih konvertirajućih profaga, čije se mjesto integracije nalazi u lac-pro regiji Shigella kromosoma.

Novi podserotip S.flexneri 4 (IV:7, 8), koji se u zemlji pojavio 1980-ih i postao široko rasprostranjen, razlikuje se od podserotipova 4a (IV;3,4) i 4b (IV:3, 4, 6), a nastao je iz varijante S.flexneri Y (IV:3, 4) kao rezultat njegove lizogenizacije pretvaranjem profaga IV i 7, 8.

Podskupina C (vrsta Shigella boydix) uključuje šigele koje obično fermentiraju manitol. Članovi skupine se serološki razlikuju jedni od drugih. Antigenske veze unutar vrste su slabe. Vrsta uključuje 18 serotipova (1-18), svaki sa svojim glavnim tipom antigena.

Podskupina D (vrsta Shigella sonnei) uključuje šigele koje obično fermentiraju manitol i sposobne su polako (nakon 24 sata inkubacije i kasnije) fermentirati laktozu i saharozu. Vrsta S. sonnei uključuje jedan serotip, ali kolonije faza I i II imaju vlastite antigene specifične za tip. Predložene su dvije metode za intraspecifičnu klasifikaciju Shigella sonnei:

• dijeleći ih na 14 biokemijskih tipova i podtipova prema njihovoj sposobnosti fermentacije maltoze, ramnoze i ksiloze;
• podjela na tipove faga na temelju osjetljivosti na skup odgovarajućih faga.

Ove metode tipizacije uglavnom su od epidemiološkog značaja. Osim toga, Shigella Sonnei i Shigella Flexneri tipiziraju se u istu svrhu prema njihovoj sposobnosti sinteze specifičnih kolicina (genotipizacija kolicina) i prema njihovoj osjetljivosti na poznate kolicine (kolicinotipizacija). Za određivanje vrste kolicina koje proizvodi Shigella, J. Abbott i R. Shannon predložili su skupove tipičnih i indikatorskih sojeva Shigella, a za određivanje osjetljivosti Shigella na poznate vrste kolicina koristi se Skup referentnih kolicinogenih sojeva P. Fredericka.

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

Otpornost na šigelu

Šigele imaju prilično visoku otpornost na čimbenike okoline. Preživljavaju na pamučnoj tkanini i papiru 0-36 dana, u osušenom izmetu - do 4-5 mjeseci, u tlu - do 3-4 mjeseca, u vodi - od 0,5 do 3 mjeseca, na voću i povrću - do 2 tjedna, u mlijeku i mliječnim proizvodima - do nekoliko tjedana; na temperaturi od 60 C uginu za 15-20 minuta. Osjetljive su na otopine kloramina, aktivni klor i druga dezinficijensa.

Faktori patogenosti Shigella

Najvažnije biološko svojstvo šigela, koje određuje njihovu patogenost, jest sposobnost prodiranja u epitelne stanice, razmnožavanja u njima i uzrokovanja njihove smrti. Taj se učinak može otkriti keratokonjunktivalnim testom (unošenje jedne petlje kulture šigela (2-3 milijarde bakterija) ispod donjeg kapka zamorca uzrokuje razvoj serozno-gnojnog keratokonjunktivitisa), kao i infekcijom staničnih kultura (citotoksični učinak) ili pilećih embrija (njihova smrt), ili intranazalno bijelih miševa (razvoj upale pluća). Glavni čimbenici patogenosti šigela mogu se podijeliti u tri skupine:

• čimbenici koji određuju interakciju s epitelom sluznice;
• čimbenici koji osiguravaju otpornost na humoralne i stanične obrambene mehanizme makroorganizma i sposobnost razmnožavanja šigela u njegovim stanicama;
• sposobnost stvaranja toksina i toksičnih produkata koji uzrokuju razvoj samog patološkog procesa.

Prva skupina uključuje faktore adhezije i kolonizacije: njihovu ulogu igraju pilusi, proteini vanjske membrane i LPS. Adheziju i kolonizaciju potiču enzimi koji uništavaju sluz - neuraminidaza, hijaluronidaza, mucinaza. Druga skupina uključuje faktore invazije koji potiču prodiranje šigela u enterocite i njihovu reprodukciju u njima i u makrofagima uz istovremenu manifestaciju citotoksičnog i/ili enterotoksičnog učinka. Ta svojstva kontroliraju geni plazmida s mm 140 MD (kodira za sintezu proteina vanjske membrane koji uzrokuju invaziju) i kromosomski geni šigela: kcr A (uzrokuje keratokonjunktivitis), cyt (odgovoran za uništavanje stanica), kao i drugi geni koji još nisu identificirani. Zaštitu šigela od fagocitoze osigurava površinski K-antigen, antigeni 3,4 i lipopolisaharid. Osim toga, lipid A endotoksina šigela ima imunosupresivni učinak: potiskuje aktivnost imunoloških memorijskih stanica.

Treća skupina faktora patogenosti uključuje endotoksin i dvije vrste egzotoksina pronađenih u Shigella-i - Shiga i Shiga-slični egzotoksini (SLT-I i SLT-II), čija su citotoksična svojstva najizraženija u S. dysenteriae. Shiga i Shiga-slični toksini pronađeni su i u drugim serotipovima S. dysenteriae; proizvode ih i S. flexneri, S. sonnei, S. boydii, EHEC i neke salmonele. Sintezu ovih toksina kontroliraju tox geni konvertirajućih faga. Enterotoksini LT tipa pronađeni su u Shigella flexneri, sonnei i boydii. Sintezu LT u njima kontroliraju plazmidni geni. Enterotoksin stimulira aktivnost adenilat ciklaze i odgovoran je za razvoj proljeva. Shiga toksin, ili neurotoksin, ne reagira s adenilat ciklaznim sustavom, već ima izravan citotoksični učinak. Shiga i Shiga-slični toksini (SLT-I i SLT-II) imaju molekularnu težinu od 70 kDa i sastoje se od podjedinica A i B (potonja od 5 identičnih malih podjedinica). Receptor za toksine je glikolipid stanične membrane. Virulencija Shigella sonnei također ovisi o plazmidu s molekularnom težinom od 120 MDa. On kontrolira sintezu oko 40 polipeptida vanjske membrane, od kojih je sedam povezano s virulencijom. Shigella sonnei s ovim plazmidom tvori kolonije faze I i virulentne su. Kulture koje su izgubile plazmid tvore kolonije faze II i lišene su virulencije. Plazmidi s molekularnom težinom od 120-140 MDa pronađeni su u Shigella flexneri i Boyd. Shigella lipopolisaharid je jak endotoksin.

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

Postinfektivni imunitet

Kao što su pokazala opažanja na majmunima, nakon dizenterije ostaje snažan i prilično dugotrajan imunitet. Uzrokuju ga antimikrobna antitijela, antitoksini, povećana aktivnost makrofaga i T-limfocita. Lokalni imunitet crijevne sluznice, posredovan IgA, igra značajnu ulogu. Međutim, imunitet je specifičan za tip, a ne dolazi do snažnog unakrsnog imuniteta.

Epidemiologija dizenterije

Izvor zaraze su samo ljudi. Nijedna životinja u prirodi ne pati od dizenterije. U eksperimentalnim uvjetima dizenterija se može reproducirati samo kod majmuna. Način zaraze je fekalno-oralni. Putovi prijenosa su voda (pretežno za Shigella flexneri), hrana, pri čemu mlijeko i mliječni proizvodi igraju posebno važnu ulogu (pretežni put zaraze za Shigella sonnei), te kontaktno-kućanski, posebno za vrstu S. dysenteriae.

Značajka epidemiologije dizenterije je promjena u sastavu vrsta uzročnika, kao i Sonneovih biotipova i Flexnerovih serotipova u određenim regijama. Na primjer, do kraja 1930-ih, S. dysenteriae 1 činio je 30-40% svih slučajeva dizenterije, a zatim se ovaj serotip počeo pojavljivati sve rjeđe i gotovo je nestao. Međutim, 1960-ih i 1980-ih, S. dysenteriae se ponovno pojavila na povijesnoj areni i uzrokovala niz epidemija koje su dovele do stvaranja tri hiperendemska žarišta - u Srednjoj Americi, Srednjoj Africi i Južnoj Aziji (Indija, Pakistan, Bangladeš i druge zemlje). Razlozi promjene u sastavu vrsta uzročnika dizenterije vjerojatno su povezani s promjenama kolektivnog imuniteta i promjenama svojstava bakterija dizenterije. Posebno je povratak S. dysenteriae 1 i njegova široka rasprostranjenost, koja je uzrokovala stvaranje hiperendemskih žarišta dizenterije, povezana s njegovim stjecanjem plazmida koji su uzrokovali višestruku otpornost na lijekove i povećanu virulenciju.

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

Simptomi dizenterije

Inkubacijski period dizenterije je 2-5 dana, ponekad i manje od jednog dana. Stvaranje infektivnog žarišta u sluznici silaznog debelog crijeva (sigmoidnog i rektuma), gdje prodire uzročnik dizenterije, ciklički je: adhezija, kolonizacija, prodiranje šigela u citoplazmu enterocita, njihova unutarstanična reprodukcija, uništavanje i odbacivanje epitelnih stanica, oslobađanje patogena u crijevni lumen; nakon toga započinje drugi ciklus - adhezija, kolonizacija itd. Intenzitet ciklusa ovisi o koncentraciji patogena u parijetalnom sloju sluznice. Kao rezultat ponovljenih ciklusa, upalno žarište raste, nastali ulkusi, spajajući se, povećavaju izloženost crijevne stijenke, zbog čega se u stolici pojavljuju krv, mukopurulentne kvržice, polimorfonuklearni leukociti. Citotoksini (SLT-I i SLT-II) uzrokuju uništavanje stanica, enterotoksin - proljev, endotoksini - opću intoksikaciju. Klinička slika dizenterije uvelike je određena vrstom egzotoksina koje proizvodi patogen, stupnjem njegovog alergenog učinka i imunološkim statusom organizma. Međutim, mnoga pitanja patogeneze dizenterije ostaju nejasna, posebno: značajke tijeka dizenterije u djece prve dvije godine života, razlozi prijelaza akutne dizenterije u kroničnu, važnost senzibilizacije, mehanizam lokalnog imuniteta crijevne sluznice itd. Najtipičnije kliničke manifestacije dizenterije su proljev, česti porivi: u težim slučajevima do 50 ili više puta dnevno, tenezmus (bolni grčevi rektuma) i opća intoksikacija. Priroda stolice određena je stupnjem oštećenja debelog crijeva. Najteži oblik dizenterije uzrokuje S. dysenteriae 1, najblaži je Sonneova dizenterija.

Laboratorijska dijagnostika dizenterije

Glavna metoda je bakteriološka. Materijal za istraživanje je izmet. Shema za izolaciju patogena: sjetva na diferencijalno dijagnostičke Endo i Ploskirev medije (paralelno na medij za obogaćivanje s naknadnom sjetvom na Endo, Ploskirev medije) za izolaciju izoliranih kolonija, dobivanje čiste kulture, proučavanje njezinih biokemijskih svojstava i, uzimajući u obzir potonje, identifikacija pomoću polivalentnih i monovalentnih dijagnostičkih aglutinirajućih seruma. Proizvode se sljedeći komercijalni serumi.

Za Shigella koje ne fermentiraju manitol:

• na S. dysenteriae 1 i 2 (polivalentni i monovalentni),
• na S. dysenteriae 3-7 (polivalentne i monovalentne),
• na S. dysenteriae 8-12 (polivalentne i monovalentne).

Na manitol koji fermentira Shigella: na tipične antigene S. flexneri I, II, III, IV, V, VI, na grupne antigene S. flexneri 3, 4, 6,7,8 - polivalentne, na antigene S. boydii 1-18 (polivalentne i monovalentne), na antigene S. sonnei faze I, faze II, na antigene S. flexneri I-VI + S. sonnei - polivalentne.

Za brzu identifikaciju Shigella preporučuje se sljedeća metoda: sumnjiva kolonija (laktozno-negativna na Endo mediju) ponovno se zasijava na TSI (trostruki šećerni željezo) medij - agar s tri šećera (glukoza, laktoza, saharoza) s željezom kako bi se odredila proizvodnja H2S; ili na medij koji sadrži glukozu, laktozu, saharozu, željezo i ureu.

Svaki organizam koji razgrađuje ureu nakon 4 do 6 sati inkubacije vjerojatno je organizam Proteus i može se isključiti. Organizam koji proizvodi H2S ili ima ureazu ili proizvodi kiselinu na kosini (fermentira laktozu ili saharozu) može se isključiti, iako sojeve koji proizvode H2S treba istražiti kao moguće članove roda Salmonella. U svim ostalim slučajevima, kulturu uzgojenu na tim medijima treba pregledati i, ako fermentira glukozu (promjena boje u koloni), izolirati u čistom obliku. Istovremeno, može se pregledati u testu aglutinacije na pločici s odgovarajućim antiserumima za rod Shigella. Ako je potrebno, provode se i drugi biokemijski testovi kako bi se provjerila pripadnost rodu Shigella, a proučava se i pokretljivost.

Za detekciju antigena u krvi (uključujući CIC), urinu i stolici mogu se koristiti sljedeće metode: RPGA, RSK, reakcija koaglutinacije (u urinu i stolici), IFM, RAGA (u krvnom serumu). Ove metode su vrlo učinkovite, specifične i prikladne za ranu dijagnostiku.

Za serološku dijagnostiku mogu se koristiti: RPGA s odgovarajućim eritrocitnim dijagnostikumima, imunofluorescentna metoda (u indirektnoj modifikaciji), Coombsova metoda (određivanje titra nepotpunih antitijela). Dijagnostičku vrijednost ima i alergijski test s dizenterinom (otopina proteinskih frakcija Shigella flexneri i sonnei). Reakcija se uzima u obzir nakon 24 sata. Smatra se pozitivnom u prisutnosti hiperemije i infiltrata promjera 10-20 mm.

Liječenje dizenterije

Glavna pozornost posvećuje se obnavljanju normalnog metabolizma vode i soli, racionalnoj prehrani, detoksikaciji, racionalnoj antibiotskoj terapiji (uzimajući u obzir osjetljivost uzročnika na antibiotike). Dobar učinak daje rana primjena polivalentnog dizenterijskog bakteriofaga, posebno tableta s pektinskim premazom, koji štiti fag od djelovanja želučanog soka HCl; u tankom crijevu se pektin otapa, fagi se oslobađaju i pokazuju svoj učinak. U profilaktičke svrhe fag treba davati barem jednom svaka tri dana (njegovo razdoblje preživljavanja u crijevu).

Specifična prevencija dizenterije

Za stvaranje umjetnog imuniteta protiv dizenterije korištena su razna cjepiva: od ubijenih bakterija, kemijska, alkoholna, ali sva su se pokazala neučinkovitima i ukinuta su. Cjepiva protiv Flexnerove dizenterije stvorena su od živih (mutantnih, streptomicin-ovisnih) Shigella Flexneri; ribosomska cjepiva, ali ni ona nisu pronašla široku primjenu. Stoga problem specifične prevencije dizenterije ostaje neriješen. Glavni način borbe protiv dizenterije je poboljšanje vodoopskrbe i kanalizacije, osiguranje strogih sanitarno-higijenskih uvjeta u prehrambenim poduzećima, posebno mliječnoj industriji, u dječjim ustanovama, javnim mjestima i u održavanju osobne higijene.