Шигеллы — возбудители дизентерии

Таксономия, классификация

Шигеллы — кишечные патогены человека и приматов, которые вызывают бактериальную дизентерию или шигеллезы. В соответствии со структурой О-антигена и биохимическими свойствами известные серотипы шигелл разделяют на четыре серогруппы — S.dysenteriae (серогруппа А), S.flexneri (серогруппа В), S.boydii (серогруппа С) и S.sonnei (серогруппа Д). Наибольшее рас­пространение имеют S. flexneri и S. sonnei.

2. Нозологические формы

Дизентерия — острая кишечная инфекция, которая характеризу­ется поражением дистального отдела толстой кишки с развитием колитического синдрома и общей интоксикацией организма. Выделяют острую дизентерию, хроническую дизентерию, а также колитический или гастроэнтероколитический варианты течения.

Эпидемиология и пути передачи

Бактериальная дизентерия распространена повсеместно. В некоторых регионах шигеллёз остаётся эндемичным и наиболее часто поражает детей в возрасте от 3 мес до 10 лет. Единственный природный резервуар шигелл и источник инфекции — человек с различными формами клинического проявления шигеллезов или бактерионоситель. Основные механизмы передачи — фекально-оральный и контактно-бытовой (через воду, пищевые продукты). Определённую роль играют насекомые-переносчики (мухи, тараканы и др.), переносящие возбудитель на пищевые продукты. Механизм заражения — фекально-оральный. Для различных видов шигелл характерны преобладающие пути передачи (контактно-бытовой — для S.dysenteriae, пищевой — для S.sonnei, водный — для S.flexneri). Для эпидемического процесса характерно изменение структуры циркулирующих популяций возбудителей — смена ведущих видов, биоваров, сероваров, что связано как с изменениями популяционного иммунитета, так и с изменениями свойств возбудителя, особенно с приобретением различных плазмид (R, F, Col и др.). Инфицирующая доза — порядка 200 — 300 шигелл. Более легкое течение имеет дизентерия, вызванная шигеллами Зонне. Дизентерию регистрируют в течение всего года с подъёмом заболеваемости в тёплый сезон. Шигеллы довольно устойчивы во внешней среде: на ткани и бумаге сохраняются до 1 мес, в высохших испражнениях — до 5 мес, в почве — 3–4 мес, в воде — до 15 дней. На овощах и фруктах они остаются живыми не более 2 нед, в молоке и молочных продуктах — несколько недель. При 60°С погибают в течение 15–20 мин, при кипячении — мгновенно. Бактерии очень чувствительны к действию дезинфицирующих средств, содержащих хлор.

Морфологические и тинкториальные свойства

По морфологическим признакам шигеллы не отличаются от остальных энтеробактерий. Это неподвижные, не имеющие жгутиков, факультативно-анаэробные небольшие грамотрицательные палочки с закругленнымиконцами, расположенные беспоря­дочно. Капсул не имеют, спор не образуют. Имеют пили или фимбрии 1-го типа (отвечают за прикрепление к эпителиоцитам) и 2-го типа (участвуют в конъюгации).

Питательные среды и культуральные свойства

Не требовательны к питательным средам, чаще используют дифференциально-диагностические среды (Эндо, Левина, Плоскирева). На твёрдых средах чаще образуют гладкие (S-) или шероховатые (R-) колонии. S-колонии круглые, куполообразные, гладкие, полупрозрачные в проходящем свете. R-колонии неправильной формы, плоские, тусклые, с шероховатой поверхностью и неровными краями. В жидких средах S-формы дают равномерное помутнение, R-формы — придонный осадок, среда остаётся прозрачной.

Среда Плоскирева — дифференциально-диагностическая среда_, используемая для первичного посева материала от больных дизентерией. Шигеллы образуют прозрачные бесцветные колонии, т.к. не разлага­ют лактозу.

Антигенная стуктура

Определение антигенной структуры проводят для окончательной идентификации бактерий. У шигелл имеются О-и К-антигены. О-антигены имеют эпитопы различной специфичности — от общих для семейства энтеробактерий до типоспецифических. В классификации учитывают только термостабильные групповые (четыре группы или вида — А, В, С и Д) и типоспецифические (деление на серотипы). К термолабильным антигенам относятся К-антигены (они имеются в группах А и С). Термолабильные Аг (включающие К-Аг, сходный с К-Аг эшерихий) обнаружены у всех шигелл (за исключением бактерий Флекснера и Зонне). Они способны маскировать О-Аг и тем самым блокировать агглютинацию бактерий О-антисыворотками (действие снимают кипячением в течение 1 ч). Термостабильные О-Аг разделяют на типовые и групповые. Соответственно шигеллы разделяют на подгруппы (виды). Серовары и подсеровары обозначают арабскими цифрами (к последним добавляют прописные латинские буквы); серовар-специфичные (типовые) Аг обозначают римскими (I–VI), групповые — арабскими цифрами. Например: S.flexneri, серовар 1-III.

Биохимические свойства

Шигеллы по сравнению с другими кишечными бактериями биохимически малоактивны. Не образуют сероводород, образуют индол, не ферментируют мочевину. Ферментируют глюкозу без газообразования. Шигеллы Зонне способны медленно в течение 48 часов ферментировать лактозу.

Факторы патогенности

Главная биологическая характеристика шигелл — способность внедряться в эпителиальные клетки, размножаться в них и вызывать их гибель. У шигелл имеются ряд факторов, оп­ределяющих их взаимодействие со слизистой оболочкой кишечника. Это ферменты гиалуронидаза, муциназа, нейраминидаза,повышаю­щие проницаемость и способствующие достижению бактериями по­верхности эпителиального слоя стенки кишки.

Шигеллы обладают факторами адгезии и колонизации.Их функ­цию выполняют фимбрии,белки наружной мембраны, ЛПС, с помо­щью которых шигеллы прикрепляются к гликокаликсу микроворсинок эпителия, где и происходит колонизация.

Шигеллы имеют факторы инвазии,представленные белками на­ружной мембраны, и контролируемые генами инвазивных плазмид. Инвазины способствуют проникновению шигелл внутрь клеток. Кро­ме того, у шигелл обнаружен фактор межклеточного распростране­ния, обладающий гемолитическими свойствами. Это белок наружной мембраны, который обеспечивает переход шигелл из одной клетки в другую, вызывая лизис межклеточных мембран.

Все виды шигелл обладают эндотоксином, вызывающим общую интоксикации. У шигелл имеются термолабильные экзотоксины: Шига-токсин проявляет одновременно цитотоксичекие, нейротоксические и энтеротоксические свойства, обладая тропизмом как к нервной системе, так и к слизистой толстого кишечника. Кроме того, Шига-токсин может вызывать гемолитический уремический синдром с развитием почечной недостаточности. Долгое время считалось, что экзотоксином обладает только S. disenteriae серовар I (бактерии Григорьева-Шига), но оказалось, что способностью к продукции Шига-токсина обладают и другие серовары S. disenreriae, а также остальные виды шигелл.

Шига-токсин имеет типичную АВ-структуруи состоит из субъединицы А и 5 субъединиц В. В-пентамер присоединяется к колоноцитам через специфические гликолипидные рецепторы и способствует проникновению субъединицы А внутрь клетки, где она распадается на А1 и А2. Субъединица А1 приводит к прекращению синтеза белка на уровне 60S субъединицы рибосомы, последующим цитопатическим изменениям и возможной гибели клетки.

Шигаподобный токсиннесколько отличается по антигенным свойствам, имея с Шига-токсином50-60% гомологии. Этот токсинвызывает нарушение синтеза белка, всасывания ионов натрия и воды, приток жидкости в очаг воспаления. Шигаподобный токсин образуют не только шигеллы, но и некоторые сальмонеллы и диареегенные эшерихии.

Патогенез

Взаимодействие шигелл со слизистой оболочкой ки­шечника начинается с адгезии и колонизации пристеночного слоя. Бактерии прикрепляются к рецепторам, имеющимся у эпителиоцитов толстой кишки, что вызывает уплотнение нитей актина и накопление миозина вокруг участка прикрепления. Формируются псевдоподии, происходит захват бактерий и они оказываются внутри фагосомы. За­тем стенка фагосомы лизирустся и шигеллы поступают в цитоплазму, где интенсивно размножатся. Они не обладают подвижностью, но во время размножения на конце бактерии образуется «хвост» из нитей актина, выполняющий роль пропеллера, который помогает бактериям переходить в соседние клетки. Мембраны этих клеток были предвари­тельно лизированы, синтезированным в это же время фактором меж­клеточного распространения гемолизином. Такой процесс многократно повторяется, сопровождается гибелью колоноцитов и спо­собствует распространению шигелл в ткани, развитию воспалитель­ного процесса с изъязвлением эпителия. Воспаление усугубляется действием вырабатываемого шигеллами экзотоксина, обладающего цитотоксическими, нейротоксическими и энтеротоксическими свойства­ми. Его действие приводит к местной гиперсекреции жидкости и развитию диареи, блокирует синтез белка как в колоноцитах тол­стой кишки, так и в нервных клетках, что приводит к их цитопатическим изменениям. Важную роль в патогенезе дизентерии играет эндотоксин, вызывающий лихорадочное состояние, поражение сердечно-сосудистой системы, нервной системы, надпочечников, органов пищеварения. При дизентерийной инфекции часто развивается дисбактериоз, что отягощает ее течение.

Дизентерия антропонозная инфекция с фекально-оральным ме­ханизмом передачи. Заражение происходит от больных людей, чаще если у них легкая форма болезни или хроническая дизентерия, а так­же от бактерионосителей. Заболевание распространяется через гряз­ные руки, загрязненные предметы, инфицированные продукты и воду. Это широко распространенное заболевание, болеют люди всех возра­стов, но чаще дети первых лет жизни (1-2 года). Наиболее типичные признаки дизентерии — понос, тенезмы (болезненные спазмы прямой кишки) и частые позывы, общая интоксикация. Характер стула определяется степенью поражения толстого кишечника.

Инкубационный период от 1 до 7 дней. Начало острое. Клиника: повышение температуры до 38–39°С, слабость, головная боль, тошнота, рвота, снижение артериального давления; синдром интоксикации более выражен при колитических формах дизентерии. Стул частый (от 5 до 20 раз в сутки), при тяжелом течении — "без счета". Колитический вариант острой дизентерии характеризуется скудным стулом с примесью слизи и прожилками крови, иногда по типу "ректального плевка" — слизь с прожилками крови без каловых масс, а при наличии энтерита обильный; патологические примеси в стуле: слизь и прожилки крови (при катаральном проктосигмоидите крови в стуле нет). Боли в животе локализуются по ходу толстого кишечника, но чаще в области спазмированной сигмовидной кишки, носят спастический характер. При дизентерийном колите характерно наличие ложных позывов на дефекацию, тенезмов (болезненных сокращений ануса после акта дефекации). Синдром дегидратации развивается при гастроэнтероколитическом и гастроэнтеритическом вариантах. Выраженной дегидратации не наступает. Осложнения встречаются преимущественно при тяжелом течении шигеллеза Флекснера в виде инфекционно-токсического шока, кишечного кровотечения, кишечной непроходимости. У абсолютного большинства больных развиваются нарушения микробной экологии кишечника (дисбактериозы).

Иммунитет

После заболевания отмечается развитие местного иммунитета — усиливается синтез лимфоидными клетками слизистой оболочки кишечника SIgА, которые покрывают слизистую оболочку и препятствуют адгезии и проникновению шигелл в эпителиальные клетки. АТ к Аг возбудителя возникают в 1-ю неделюзаболевания, достигая максимального титра на 2-й неделе. Но напряженный иммунитет они не формируют.Иммунитет типоспецифический, нестойкий.