Лабораторная диагностика холеры
Основной метод – бактериологический. С учетом эпидемиологической опасности заболевания идентификация возбудителя должна происходить в максимально короткие сроки.
Целью исследований является выявление больных и бактерионосителей, контроль за эффективностью лечения больных и санация носителей, контроль над объектами внешней среды и эффективностью дезинфекционных мероприятий.
Материалы для исследований – испражнения, рвотные массы, желчь, секционный материал, вода, смывы с объектов окружающей среды, пищевые продукты и др.
Материал следует доставлять в лабораторию не позже 2 ч после забора. При невозможности образцы помещают в транспортные среды (наиболее пригодна 1% пептонная вода с рН 8,2-8,6). Для посева используют жидкие среды накопления (щелочная пептонная вода), щелочной МПА, элективные среды (ТЦБС-агар и др.)
Срок роста на щелочной пептонной воде 6-8 ч, на щелочном агаре не менее 14-16 ч, на элективных плотных средах 18-24 ч.
Исследование больных, бактерионосителей и трупного материала проводят в несколько этапов.
Первоначально материал засевают на среду обогащения (например, щелочную пептонную воду), на щелочной агар или среду ТЦБС).
После инкубации в течение 6-8 часов на щелочной пептонной воде образуется пленка микроорганизмов. Из нее готовят препараты для нативной микроскопии и окраски по Граму. Обнаруживают грамотрицательные вибрионы, обладающие выраженной подвижностью. Ставят тест на оксидазу, который должен быть положительным. Проводят реакцию агглютинации с О1-и О139-сыворотками в титре 1/100. При наличии агглютинации дают предварительный положительный ответ о выделении возбудителя.
Из материала среды производят высев на щелочной агар и вторую среду обогащения. Если при исследовании материала ускоренными методами (микроскопия, агглютинация О1-сывороткой) получают положительные результаты, пересев на другую среду накопления не производят.
Далее из чашек с ростом возбудителей отбирают для исследования не менее 5 подозрительных колоний. При этом на среде ТЦБС образуются колонии желтого цвета вследствие разложения сахарозы. Проверяют морфологию бактерий, проводят оксидазный тест. Подозрительные колонии исследуют в реакции агглютинации на стекле с О1-антисывороткой, с сыворотками Инаба и Огава в разведении 1:50-100, а также холерной сывороткой О139.
Материал колоний пересевают для накопления чистой культуры на скошенный щелочной агар или среды с сахарозой и индикатором. Затем проводят серологическую и биохимическую иидентификацию выросших микроорганизмов, дифференцируют биовары возбудителей холеры по специфическим тестам, включая фаготипирование.
Для ускоренной идентификации возбудителей также применяют метод иммунной флюоресценции.
Лечение
Основным направлением в лечении является немедленное восполнение дефицита воды и электролитов. Адекватная регидратация и реминерализация солевыми растворами с глюкозой, заместительная инфузионная терапия позволяют стабилизировать состояние больных и приводят к выздоровлению.
Антибактериальную терапию проводят препаратами тетрациклинового ряда. Можно использовать хлорамфеникол, фторхинолоны.
Профилактика
С целью специфической профилактики используются вакцины.
Вакцина холерная корпускулярная инактивированная сухая представляет собой взвесь равных количеств холерных вибрионов сероваров Огава и Инаба, классических или Эль-Тор биоваров, выращенных на плотной питательной среде и инактивированных нагреванием или формалином. Препарат предназначен для активной профилактики холеры у взрослых и детей с 2-х-летнего возраста по эпидемическим показаниям.
Вакцина холерная (холероген-анатоксин в сочетании с О-антигеном) представляет собой препарат, полученный из культуры холерного вибриона 569 В серовара Инаба, инактивированный формалином. Основным действующим началом является холероген-анатоксин и соматический О-антиген. Препарат предназначен для создания активного иммунитета против холеры с 7-летнего возраста по эпидемическим показаниям.
Данные вакцины обеспечивают развитие иммунитета у 50-80% привитых продолжительностью до 6-12 мес.
С учетом недостаточной эффективности и короткого срока действия имеющихся вакцин, в настоящее время разрабатываются препараты на основе живых аттенуированных штаммов возбудителя.
Неспецифические санитарно-гигиенические мероприятия направлены на предупреждение заноса холеры из неблагополучных районов, раннее выявление больных и носителей, эпидемиологический надзор за источниками водоснабжения, контроль за соблюдением санитарно-гигиенических норм на предприятиях пищевой и молочной промышленности, торговли и т.п.
Кампилобактерии
Возбудители относятся к семейству Campylobacteriaceae. Род Campylobacter включает более 15 видов микроорганизмов. Основной причиной заболеваний у людей служат бактерии C. jejuni, C. coli, C. fetus, которые вызывают кишечные инфекции. В развитии хронического периодонтита участвует C. rectus.
Морфология
Представляют собой грамотрицательные тонкие изогнутые (1-2 завитка) палочки, имеют характерную штопорообразную форму или форму «крыла чайки». Толщина клеток 0,2 – 0,5 мкм, длина 0,5 – 8 мкм.
Подвижны, имеют 1 или 2 жгутика, обладают винтообразным движением. Спор, капсул не образуют.
Культуральные свойства
Требовательны к условиям культивирования. Являются микроаэрофилами – требуют пониженной концентрации О2 и повышенного содержания СО2. (капнофилы). В качестве консерванта при транспортировке используют тиогликолевую среду. Выращивают в анаэростате при температуре 42оС, рН 7,2; для создания оптимальной газовой среды часть воздуха в анаэростате замещают смесью из азота и углекислоты.
Также проводят культивирование на сложных селективных питательных средах с активированным углем (как редуцирующее вещество), витаминами, кровью. Для подавления сопутствующей микрофлоры в среды добавляют дезоксихолатом, антибиотики амфотерицин, цефоперазон, полимиксин В и другие.
Биохимические свойства
Биохимически малоактивны. Хемоорганотрофы, окислительный тип метаболизма. Углеводы не ферментируют. Энергию получают путем расщепления аминокислот.
Патогенные виды отличаются от непатогенных продукцией каталазы. Оксидазоположительны.
Антигенная структура
Имеют термостабильный О-АГ и термолабильный H-АГ. О-АГ определяет иммунологическую специфичность возбудителя – антигенные различия между сероварами обусловлены варьированием углеводного состава ЛПС. H-АГ – жгутиковый, белковый, общий для всех сероваров.
Факторы вирулентности
Бактерии имеют адгезины к клеткам эпителия кишечника. В адгезии участвуют жгутики – неподвижные штаммы обладают слабой колонизационной способностью.
Возбудитель продуцирует цитолетальный токсин, блокирующий нормальный клеточный цикл деления.
Установлено, что токсин проявляет собственную ДНКазную активность. Поэтому его относят к генотоксинам, которые обладают прямым повреждающим действием на ДНК. Он поражает энтероциты, а также другие клетки.
Отдельные штаммы продуцируют энтеротоксин. ЛПС бактерий проявляет свойства эндотоксина.
Резистентность
Возбудители устойчивы во внешней среде, при 4°С могут сохраняться в почве, воде, молоке несколько недель, в замороженном мясе несколько месяцев. Устойчивы к действию кислоты желудочного сока и желчи.
Чувствительны к высушиванию и солнечному свету, воздействию дезинфицирующих веществ.
Патогенез и характеристика заболевания
Кампилобактериоз – острое инфекционное заболевание, которое характеризуется общей интоксикацией с преимущественным поражением ЖКТ.
В целом кампилобактериоз является одной из наиболее частых инфекций, поражающих как животных, так и человека. Возможны генерализованные формы болезни.
Источник инфекции – в основном больные домашние животные и птицы. Животные при заражении либо погибают, либо становятся носителями, инфицируют почву, воду. Заражение также происходит через инфицированное мясо, молоко.
Пути передачи – алиментарный, трансплацентарный. Риск заболевания кампилобактериозом увеличивается в случае профессионального контакта с сельскохозяйственными животными. Повышенной восприимчивостью к возбудителю обладают новорожденные и дети школьного возраста.
При заражении кампилобактерии попадают через рот в желудочно-кишечный тракт. Из-за выраженных адгезивных свойств они легко прикрепляются к энтероцитам, благодаря жгутикам перемещаются вдоль эпителия и проникают через мембрану эпителиальных клеток.
Колонизация кампилобактериями тонкой кишки приводит к развитию воспалительных изменений и отеку слизистой оболочки. У ослабленных пациентов развивается бактериемия, возбудитель проникает в кровь и разносится в различные органы (сердце, ЦНС, легкие, печень, суставы).
Болезнь в большинстве случаев протекает как гастероэнтерит. Отмечается повышение температуры, тошнота, рвота, колющие боли в животе и диарея (стул обильный, жидкий, пенистый, зловонный, до 10 раз в сутки). Типичные случаи заболевания длятся до 5-7 дней.
Возможны генерализованная форма инфекции, бактерионосительство и хронический кампилобактериоз.
Многообразие клинических проявлений часто делает клиническую диагностику невозможной.
Лабораторная диагностика
Материал для исследования: основной – фекалии, могут быть кровь, ликвор и др.
Микроскопический метод – при фазово-контрастной микроскопии определяют характерное винтообразное движение бактерий. Для определения типичной морфологии мазки окрашивают по Граму.
Бактериологический метод: посевы материала проводят на селективные питательные среды с антибиотиками, подавляющими рост сопутствующей микрофлоры. Дифференцирование возбудителя проводят по биохимическим и антигенным свойствам.
Серологический метод: исследуют парные сыворотки, взятые c интервалом 10-14 дней, в ИФА или РПГА.
ДНК возбудителя выявляют в ПЦР.
Лечение
Используют препараты, снижающие желудочную секрецию (омепразол), а также антибиотики. Применяют макролидные препараты, доксициклин, фторхинолоны. Устойчивость к последним у возбудителя постепенно нарастает. В целом антимикробная терапия мало влияет на продолжительность заболевания.
Профилактика – неспецифическая.
Хеликобактерии
К роду Helicobacter семейства Helicobacteriacea в настоящее время относят более 20 видов микроорганизмов (Helicobacter pylori, Helicobacter heilmannii, Helicobacter mustelae, Helicobacter felis и мн. другие). Основным возбудителем заболеваний у человека является H. pylori. Определенное значение в патологии имеет H. heilmannii. Считается, что Helicobacter pylori играет ведущую роль в патогенезе острого и хронического гастритов, язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки. Кроме того, инфекция Helicobacter pylori является предрасполагающим фактором в развитии рака желудка и лимфоцитарной опухоли желудочно-кишечного тракта (мальтомы).
Морфология
Это грамотрицательные, короткие, извитые S-образные бактерии средних размеров (Рис. 11), подвижные, имеют 2-6 жгутиков, расположенных на одном из полюсов клетки (лофотрихи). Не имеют спор, капсулы.
Культуральные свойства
Выращиваются в микроаэрофильных (5-7% О2) и капнофильных условиях (до 10% СО2), в аэробных и анаэробных условиях практически не растут.
Требовательны к питательным средам. Культивируются на кровяном агаре, на средах, содержащих 10% сыворотки. Для ингибирования посторонней микрофлоры в среды в обязательном порядке добавляют антибиотики ванкомицин, триметоприм, амфотерицин В и др.
Температурный оптимум культивирования 370С, не растут при температуре 25-28 и 420С
Биохимические свойства
Оксидазо- и каталазоположительны, проявляют выраженную уреазную активность, обладают фосфатазой, образуют H2S. Продуцируют фосфолипазу, протеолитические ферменты.
Метаболизируют аминокислоты, из углеводов утилизируют только глюкозу.
Антигенная структура
Имеется О-АГ – ЛПС, Н-АГ, а также поверхностные антигены наружной мембраны (OMP-белки), по которым определяют типоспецифичность возбудителя.
Факторы вирулентности
Возбудитель продуцирует токсины и ферменты патогенности, обладает набором адгезинов.
Основную роль в патогенезе хеликобактерной инфекции играют токсины – белок CagA и вакуолизирующий цитотоксин (VacA). Они типичны для вирулентных штаммов возбудителя.
Токсин CagA кодируется одноименным геном (цитотоксин-ассоциированный ген А). Этот ген находится в составе особого островка патогенности Helicobacter pylori. Кроме самого токсина, гены островка патогенности обеспечивают наличие у хеликобактера системы секреции белков IV типа. Белки этой системы отвечают за направленную доставку токсина в пораженные клетки.
Цитотоксин CagA нарушает внутриклеточный метаболизм и стимулирует иммунное воспаление.
Вакуолизирующий цитотоксин VacA связывается с мембранами клеток желудочного эпителия. Он обладает множественным патогенным действием.
Токсин VacA стимулирует выброс провоспалительных цитокинов лейкоцитами. Кроме того, молекулы токсина образуют поры в мембранах эпителиальных клеток. После проникновения внутрь клеток часть молекул токсина активирует запрограммированную клеточную гибель (апоптоз). Остальные молекулы вызывают глубокие морфологические изменения в эпителии (вакуолизацию, разрушение межклеточных соединений).
Пептидогликан клеточной стенки H. pylori активирует иммуновоспалительные реакции.
Возбудитель имеет ряд ферментов патогенности. Основным из них является уреаза, которую бактерии продуцируют в большом количестве. Образующийся из мочевины аммиак нейтрализует соляную кислоту желудочного сока. Повышение рН в слизистой поддерживает жизнеспособность возбудителя. Кроме того, аммиак обладает прямым повреждающим действием на ткани.
Фермент гиалуронидаза наряду со жгутиками обеспечивает инвазию возбудителя в подслизистый слой. Под действием фосфолипаз, вырабатываемых H. pylori, происходит повреждение клеточных мембран. Также бактерии активно синтезируют супероксиддисмутазу и каталазу.
Белки-сидерофоры обеспечивают микроорганизм ионами железа.
Резистентность
Для бактерий характерна невысокая резистентность в окружающей среде, учитывая токсическое воздействие на них атмосферного кислорода и узкий температурный диапазон для роста и размножения (34-400С).
Тем не менее, имеются данные о возможности выживания H. pylori в зубном налете, слюне, рвотных массах, желудочном соке.
Патогенез и характеристика заболевания
Хеликобактерная инфекция является одной из самых распространенных в человеческой популяции. Считается, что более 50% населения Земли инфицировано H. pylori. В развитых странах доля таких лиц составляет 25-40%, в развивающихся она существенно выше. В странах первой группы среди инфицированных преобладают люди старше 50 лет, в остальных инфекция весьма часто обнаруживается и у лиц молодого возраста.
Тем не менее, лишь у 10-20% носителей H. pylori в итоге развивается язвенная болезнь желудка или 12-перстной кишки, риск рака желудка среди инфицированных составляет около 1-2%. Длительное и бессимптомное течение инфекции зависит как от вирулентности возбудителя, так и состояния макроорганизма, действия других предрасполагающих факторов.
Установлено, что вид H. pylori характеризуется высокой степенью изменчивости. При этом происходит активный горизонтальный перенос генетического материала между возбудителями. Показано, что до 30% генов бактерии участвуют в развитии инфекционного процесса. Отсюда генетические отличия между штаммами во многом определяют разный характер течения заболеваний, ассоциированных с хеликобактером.
Источник инфекции – инфицированные люди.
Механизмы передачи до конца не выяснены. Основной путь передачи – пероральный. С ним связана фекально-оральная или прямая контактная передача возбудителя. Не исключается ятрогенная передача хеликобактера при медицинских манипуляциях. Часто инфекция носит семейный характер.
При попадании возбудителя в желудок большое число бактерий скапливается в антральном отделе, так как там мало клеток, секретирующих соляную кислоту. Активно двигаясь при помощи жгутиков под слой слизи, хеликобактеры прикрепляются к эпителиальным клеткам. Адгезины микроба связываются с мембранными гликолипидами, компонентами слизи, в том числе в области межклеточных контактов.
Под действием фермента уреазы возбудитель превращает мочевину в СО2 и аммиак, который нейтрализует соляную кислоту и способствует выживанию хеликобактерий.
Кроме того, аммиак прямо повреждает слизистую оболочку желудка и двенадцатиперстной кишки.
Колонизация слизистой сопровождается развитием локального воспаления, однако клинические проявления инфекции возникают далеко не всегда. Наиболее вирулентными являются штаммы, обладающие одновременно цитотоксинами CagA и VacA.
Генетический островок патогенности cagA имеет 50-70% штаммов H. pylori. При помощи системы секреции IV типа бактерия впрыскивает токсин CagA и компоненты пептидогликана внутрь эпителиальных клеток.
Цитотоксин CagA нарушает нормальный цикл развития эпителия; пептидогликан через фактор транскрипции NF-kB запускает клеточные воспалительные реакции.
Совместно с цитотоксином VacA они вызывают развитие острого воспаления в стенке желудка (острый гастрит) и 12-перстной кишки (дуоденит). При этом выделяется ИЛ-8 и другие провоспалительные цитокины, стимулируется миграция нейтрофилов и лимфоцитов в очаг воспаления.
Инкубационный период острого гастрита обычно составляет несколько дней.
Без лечения возможен постепенный переход заболевания в хроническую форму (хронический гастрит и гастродуоденит), особенно при воздействии дополнительных внешних факторов (курение, прием алкоголя, нестероидных противовоспалительных средств).
Дальнейший ход инфекции может проходить по двум основным путям. Если хронический гастрит поражает преимущественно антральный отдел желудка, то возникает гиперсекреция гастрина и соляной кислоты, что приводит к развитию язвенной болезни с основной локализацией процесса в 12-перстной кишке и антральном отделе.
Если возникает хронический пангастрит с вовлечением фундального и кардиального отделов, то происходит постепенное разрушение клеток желудочного эпителия. Выработка соляной кислоты снижается, возникает хронический атрофический гастрит с ахлоргидрией. Атрофический гастрит является важным предрасполагающим фактором развития рака желудка.
Воздействие факторов вирулентности хеликобактера на пролиферацию клеток системы иммунитета может способствовать развитию редкого заболевания мальтомы (MALT-лимфомы) – опухоли, происходящей из В-лимфоцитов лимфоидных фолликулов желудка.
Иммунитет
Несмотря на выраженные иммуновоспалительные реакции, носительство хеликобактера обычно пожизненное. Для удаления возбудителя (эрадикации) требуется специфическая антимикробная химиотерапия.