Shigellae

Dysenteri er en infektionssygdom, der er karakteriseret ved generel forgiftning af kroppen, diarré og en specifik læsion af tyktarmens slimhinde. Det er en af de mest almindelige akutte tarmsygdomme i verden. Dysenteri har været kendt siden oldtiden under navnet "blodig diarré", men dens natur viste sig at være anderledes. I 1875 isolerede den russiske videnskabsmand F.A. Lesh amøben Entamoeba histolytica fra en patient med blodig diarré, og i de følgende 15 år blev sygdommens uafhængighed etableret, som navnet amøbiasis forblev for.

De forårsagende agenser for dysenteri er en stor gruppe af biologisk lignende bakterier, forenet i slægten Shigella. Agensen blev først opdaget i 1888 af A. Chantemes og F. Vidal; i 1891 blev den beskrevet af A.V. Grigoriev, og i 1898 identificerede K. Shiga, ved hjælp af serum fra en patient, agensen hos 34 patienter med dysenteri, hvilket endelig beviste bakteriens ætiologiske rolle. Imidlertid blev andre agenser for dysenteri opdaget i de efterfølgende år: i 1900 - af S. Flexner, i 1915 - af K. Sonne, i 1917 - af K. Stutzer og K. Schmitz, i 1932 - af J. Boyd, i 1934 - af D. Large, i 1943 - af A. Sax.

I øjeblikket omfatter slægten Shigella mere end 40 serotyper. De er alle korte, ikke-bevægelige, gramnegative stave, der ikke danner sporer eller kapsler og vokser godt på almindelige næringsmedier, vokser ikke på et sultmedium med citrat eller malonat som eneste kulstofkilde; danner ikke H2S, har ikke urease; Voges-Proskauer-reaktionen er negativ; de fermenterer glukose og nogle andre kulhydrater til dannelse af syre uden gas (bortset fra nogle biotyper af Shigella flexneri: S. manchester og S. newcastle); som regel fermenterer de ikke laktose (bortset fra Shigella Sonnei), adonitol, salicin og inositol, flyder ikke gelatine, danner normalt katalase, har ikke lysindecarboxylase og phenylalanin-deaminase. G+C-indholdet i DNA er 49-53 mol%. Shigella er fakultative anaerober, den optimale temperatur for vækst er 37 °C, de vokser ikke ved temperaturer over 45 °C, den optimale pH for mediet er 6,7-7,2. Kolonier på tætte medier er runde, konvekse, gennemskinnelige, og i tilfælde af dissociation dannes ru R-formede kolonier. Vækst på MPB er i form af ensartet turbiditet, ru former danner et sediment. Frisk isolerede kulturer af Shigella Sonnei danner normalt kolonier af to typer: små runde konvekse (fase I), store flade (fase II). Koloniens natur afhænger af tilstedeværelsen (fase I) eller fraværet (fase II) af et plasmid med mm 120 MD, hvilket også bestemmer Shigella Sonneis virulens.

Den internationale klassificering af Shigella er baseret på deres biokemiske egenskaber (mannitol-ikke-fermenterende, mannitol-fermenterende, langsomt laktose-fermenterende Shigella) og deres antigenstruktur.

Shigella har O-antigener med varierende specificitet: fælles for Enterobacteriaceae-familien, generiske, arts-, gruppe- og typespecifikke, såvel som K-antigener; de har ikke H-antigener.

Klassificeringen tager kun hensyn til gruppe- og typespecifikke O-antigener. Ifølge disse karakteristika er slægten Shigella opdelt i 4 undergrupper eller 4 arter og omfatter 44 serotyper. Undergruppe A (arten Shigella dysenteriae) omfatter shigella, der ikke fermenterer mannitol. Arten omfatter 12 serotyper (1-12). Hver serotype har sit eget specifikke typeantigen; antigeniske bindinger mellem serotyper, såvel som med andre arter af shigella, udtrykkes svagt. Undergruppe B (arten Shigella flexneri) omfatter shigella, der normalt fermenterer mannitol. Shigella af denne art er serologisk beslægtet med hinanden: de indeholder typespecifikke antigener (I-VI), hvorved de er opdelt i serotyper (1-6/') og gruppeantigener, som findes i forskellige sammensætninger i hver serotype, og hvorved serotyper er opdelt i subserotyper. Derudover omfatter denne art to antigene varianter - X og Y, som ikke har typeantigener, men adskiller sig i sæt af gruppeantigener. Serotype S.flexneri 6 har ikke subserotyper, men er opdelt i 3 biokemiske typer ved hjælp af fermentering af glukose, mannitol og dulcitol.

Lipopolysaccharid-antigenet O i alle Shigella flexneri indeholder gruppeantigenet 3, 4 som den primære primære struktur, dets syntese styres af et kromosomalt gen lokaliseret nær his-locus. Typespecifikke antigener I, II, IV, V og gruppeantigener 6, 7, 8 er resultatet af modifikation af antigenerne 3, 4 (glykosylering eller acetylering) og bestemmes af generne for de tilsvarende konverterende profager, hvis integrationssted er placeret i lac-pro-regionen af Shigella-kromosomet.

Den nye subserotype S.flexneri 4 (IV:7, 8), som opstod i landet i 1980'erne og blev udbredt, adskiller sig fra subserotyperne 4a (IV;3,4) og 4b (IV:3, 4, 6) og opstod fra varianten S.flexneri Y (IV:3, 4) som følge af dens lysogenisering ved omdannelse af profagerne IV og 7, 8.

Undergruppe C (Shigella boydix-art) omfatter shigella, der normalt fermenterer mannitol. Medlemmer af gruppen er serologisk forskellige fra hinanden. Antigeniske forbindelser inden for arten er svage. Arten omfatter 18 serotyper (1-18), hver med sit eget hovedantigentype.

Undergruppe D (Shigella sonnei-arter) omfatter shigella, der normalt fermenterer mannitol og er i stand til langsomt (efter 24 timers inkubation og senere) at fermentere laktose og sukrose. Arten S. sonnei omfatter én serotype, men kolonier af fase I og II har deres egne typespecifikke antigener. To metoder er blevet foreslået til intraspecifik klassificering af Shigella sonnei:

• opdeling af dem i 14 biokemiske typer og undertyper i henhold til deres evne til at fermentere maltose, rhamnose og xylose;
• opdeling i fagtyper baseret på følsomhed over for et sæt af tilsvarende fager.

Disse typningsmetoder er hovedsageligt af epidemiologisk betydning. Derudover typebesøges Shigella Sonnei og Shigella Flexneri til samme formål ved hjælp af deres evne til at syntetisere specifikke coliciner (colicin-genotypning) og ved hjælp af deres følsomhed over for kendte coliciner (colicinotypning). For at bestemme typen af coliciner produceret af Shigella foreslog J. Abbott og R. Shannon sæt af typiske og indikatorstammer af Shigella, og for at bestemme Shigellas følsomhed over for kendte typer af coliciner anvendes Set of Reference Colicinogenic Stams af P. Frederick.

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

Shigella-resistens

Shigella har en forholdsvis høj modstandsdygtighed over for miljøfaktorer. De overlever på bomuldsstof og papir i 0-36 dage, i tørret ekskrement - op til 4-5 måneder, i jord - op til 3-4 måneder, i vand - fra 0,5 til 3 måneder, på frugt og grøntsager - op til 2 uger, i mælk og mejeriprodukter - op til flere uger; ved en temperatur på 60 °C dør de på 15-20 minutter. De er følsomme over for kloraminopløsninger, aktivt klor og andre desinfektionsmidler.

Shigella-patogenicitetsfaktorer

Shigella's vigtigste biologiske egenskab, som bestemmer deres patogenicitet, er evnen til at trænge ind i epitelceller, formere sig i dem og forårsage deres død. Denne effekt kan detekteres ved hjælp af en keratokonjunktivaltest (indføring af en løkke Shigella-kultur (2-3 milliarder bakterier) under det nedre øjenlåg på et marsvin forårsager udvikling af serøs-purulent keratokonjunktivitis), samt ved infektion af cellekulturer (cytotoksisk effekt) eller kyllingeembryoner (deres død) eller intranasalt inficerede hvide mus (udvikling af lungebetændelse). Hovedfaktorerne for Shigella-patogenicitet kan opdeles i tre grupper:

• faktorer, der bestemmer interaktionen med slimhindens epitel;
• faktorer, der sikrer resistens over for makroorganismens humorale og cellulære forsvarsmekanismer og shigellas evne til at reproducere sig i sine celler;
• evnen til at producere toksiner og giftige produkter, der forårsager udviklingen af selve den patologiske proces.

Den første gruppe omfatter adhæsions- og koloniseringsfaktorer: deres rolle spilles af pili, ydre membranproteiner og LPS. Adhæsion og kolonisering fremmes af enzymer, der ødelægger slim - neuraminidase, hyaluronidase, mucinase. Den anden gruppe omfatter invasionsfaktorer, der fremmer penetrationen af shigella ind i enterocytter og deres reproduktion i dem og i makrofager med samtidig manifestation af en cytotoksisk og (eller) enterotoksisk effekt. Disse egenskaber styres af generne i plasmidet med mm 140 MD (det koder for syntesen af ydre membranproteiner, der forårsager invasion) og kromosomale gener i shigella: kcr A (forårsager keratoconjunctivitis), cyt (ansvarlig for celleødelæggelse), samt andre gener, der endnu ikke er blevet identificeret. Beskyttelse af shigella mod fagocytose tilvejebringes af overflade-K-antigenet, antigenerne 3,4 og lipopolysaccharid. Derudover har lipid A af shigella-endotoksin en immunsuppressiv effekt: det undertrykker aktiviteten af immunhukommelsesceller.

Den tredje gruppe af patogenicitetsfaktorer omfatter endotoksin og to typer exotoksiner, der findes i Shigella - Shiga og Shiga-lignende exotoksiner (SLT-I og SLT-II), hvis cytotoksiske egenskaber er mest udtalte i S. dysenteriae. Shiga og Shiga-lignende toksiner er også blevet fundet i andre serotyper af S. dysenteriae; de produceres også af S.flexneri, S. sonnei, S. boydii, EHEC og nogle salmonellaer. Syntesen af disse toksiner styres af tox-generne i konverterende fager. Enterotoksiner af LT-typen er blevet fundet i Shigella flexneri, sonnei og boydii. LT-syntesen i dem styres af plasmidgener. Enterotoksin stimulerer adenylatcyklaseaktivitet og er ansvarlig for udviklingen af diarré. Shigatoksin, eller neurotoksin, reagerer ikke med adenylatcyklasesystemet, men har en direkte cytotoksisk effekt. Shiga og Shiga-lignende toksiner (SLT-I og SLT-II) har en molekylvægt på 70 kDa og består af underenhederne A og B (sidstnævnte af 5 identiske små underenheder). Receptoren for toksinerne er et glycolipid i cellemembranen. Virulensen af Shigella sonnei afhænger også af et plasmid med en molekylvægt på 120 MDa. Det kontrollerer syntesen af omkring 40 polypeptider i den ydre membran, hvoraf syv er forbundet med virulens. Shigella sonnei danner fase I-kolonier med dette plasmid og er virulente. Kulturer, der har mistet plasmidet, danner fase II-kolonier og mangler virulens. Plasmider med en molekylvægt på 120-140 MDa blev fundet i Shigella flexneri og Boyd. Shigella lipopolysaccharid er et stærkt endotoksin.

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

Postinfektiøs immunitet

Som observationer på aber har vist, forbliver der en stærk og forholdsvis langvarig immunitet efter dysenteri. Den er forårsaget af antimikrobielle antistoffer, antitoksiner, øget aktivitet af makrofager og T-lymfocytter. Lokal immunitet i tarmslimhinden, medieret af IgA'er, spiller en betydelig rolle. Immunitet er dog typespecifik, og stærk krydsimmunitet forekommer ikke.

Epidemiologi af dysenteri

Smittekilden er kun mennesker. Ingen dyr i naturen lider af dysenteri. Under forsøgsforhold kan dysenteri kun reproduceres hos aber. Smittemåden er fækal-oral. Smittevejene er vand (dominerende for Shigella flexneri), fødevarer, hvor mælk og mejeriprodukter spiller en særlig vigtig rolle (den dominerende smittevej for Shigella sonnei), og kontakt-husholdning, især for arten S. dysenteriae.

Et træk ved dysenteriepidemiologi er ændringen i artssammensætningen af patogener, såvel som Sonne-biotyper og Flexner-serotyper i visse regioner. For eksempel tegnede S. dysenteriae 1 sig indtil slutningen af 1930'erne for 30-40% af alle tilfælde af dysenteri, og derefter begyndte denne serotype at forekomme sjældnere og sjældnere og forsvandt næsten. I 1960'erne-1980'erne dukkede S. dysenteriae dog op igen på den historiske scene og forårsagede en række epidemier, der førte til dannelsen af tre hyperendemiske foci af den - i Mellemamerika, Centralafrika og Sydasien (Indien, Pakistan, Bangladesh og andre lande). Årsagerne til ændringen i artssammensætningen af dysenteripatogener er sandsynligvis forbundet med ændringer i kollektiv immunitet og ændringer i dysenteribakteriernes egenskaber. Især er tilbagekomsten af S. dysenteriae 1 og dens udbredte distribution, som forårsagede dannelsen af hyperendemiske dysenterifokus, forbundet med dens erhvervelse af plasmider, der forårsagede multipel lægemiddelresistens og øget virulens.

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

Symptomer på dysenteri

Inkubationsperioden for dysenteri er 2-5 dage, nogle gange mindre end en dag. Dannelsen af et infektiøst fokus i slimhinden i den nedadgående tyktarm (sigmoid og endetarm), hvor det forårsagende agens for dysenteri trænger ind, er cyklisk: adhæsion, kolonisering, penetration af shigella i enterocytternes cytoplasma, deres intracellulære reproduktion, destruktion og afstødning af epitelceller, frigivelse af patogener i tarmlumen; derefter begynder en anden cyklus - adhæsion, kolonisering osv. Intensiteten af cyklusserne afhænger af koncentrationen af patogener i det parietale lag af slimhinden. Som et resultat af gentagne cyklusser vokser det inflammatoriske fokus, de resulterende sår, der hænger sammen, øger eksponeringen af tarmvæggen, hvilket resulterer i, at blod, mukopurulente klumper, polymorfonukleære leukocytter forekommer i afføringen. Cytotoksiner (SLT-I og SLT-II) forårsager celleødelæggelse, enterotoksin - diarré, endotoksiner - generel forgiftning. Det kliniske billede af dysenteri bestemmes i høj grad af typen af eksotoksiner produceret af patogenet, graden af dets allergifremkaldende effekt og kroppens immunstatus. Imidlertid forbliver mange spørgsmål vedrørende dysenteris patogenese uklare, især: karakteristikaene ved dysenteriforløbet hos børn i de første to leveår, årsagerne til overgangen fra akut dysenteri til kronisk, betydningen af sensibilisering, mekanismen for lokal immunitet i tarmslimhinden osv. De mest typiske kliniske manifestationer af dysenteri er diarré, hyppige trang: i alvorlige tilfælde op til 50 eller flere gange om dagen, tenesmus (smertefulde spasmer i endetarmen) og generel forgiftning. Afføringens art bestemmes af graden af skade på tyktarmen. Den mest alvorlige form for dysenteri er forårsaget af S. dysenteriae 1, den mildeste er Sonne dysenteri.

Laboratoriediagnostik af dysenteri

Hovedmetoden er bakteriologisk. Materialet til undersøgelsen er fæces. Skemaet til isolering af patogenet: såning på differentialdiagnostiske Endo- og Ploskirev-medier (parallelt på berigelsesmediet med efterfølgende såning på Endo-, Ploskirev-medier) for at isolere isolerede kolonier, opnå en renkultur, undersøge dens biokemiske egenskaber og, under hensyntagen til sidstnævnte, identifikation ved hjælp af polyvalente og monovalente diagnostiske agglutinerende sera. Følgende kommercielle sera produceres.

For Shigella, der 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).

Mod Shigella-fermenterende mannitol: mod typiske antigener af S. flexneri I, II, III, IV, V, VI, mod gruppeantigener af S. flexneri 3, 4, 6,7,8 - polyvalent, mod antigener af S. boydii 1-18 (polyvalente og monovalente), mod antigener af S. sonnei fase I, fase II, mod antigener af S. flexneri I-VI + S. sonnei - polyvalente.

Til hurtig identifikation af Shigella anbefales følgende metode: en mistænkelig koloni (laktose-negativ på Endo-medium) gensås på TSI-medium (triple sugar iron) - en tresukkeragar (glukose, laktose, sukrose) med jern for at bestemme H2S-produktion; eller på et medium indeholdende glukose, laktose, sukrose, jern og urinstof.

Enhver organisme, der nedbryder urinstof efter 4 til 6 timers inkubation, er sandsynligvis en Proteus-organisme og kan udelukkes. En organisme, der producerer H2S eller har urease eller producerer syre på skråsubstratet (fermenterer laktose eller sukrose), kan udelukkes, selvom stammer, der producerer H2S, bør undersøges som mulige medlemmer af Salmonella-slægten. I alle andre tilfælde bør kulturen dyrket på disse medier undersøges, og hvis den fermenterer glukose (farveændring i kolonnen), isoleres den i ren form. Samtidig kan den undersøges i en slide-agglutinationstest med passende antisera mod Shigella-slægten. Om nødvendigt udføres andre biokemiske tests for at verificere tilhørsforholdet til Shigella-slægten, og motiliteten undersøges også.

Følgende metoder kan anvendes til at detektere antigener i blod (herunder i CIC), urin og afføring: RPGA, RSK, koagglutinationsreaktion (i urin og afføring), IFM, RAGA (i blodserum). Disse metoder er yderst effektive, specifikke og egnede til tidlig diagnostik.

Til serologisk diagnostik kan følgende anvendes: RPGA med den tilsvarende erytrocytdiagnostik, immunofluorescensmetode (i indirekte modifikation), Coombs-metode (bestemmelse af titeren af ufuldstændige antistoffer). En allergisk test med dysenterin (en opløsning af proteinfraktioner fra shigella flexneri og sonnei) er også af diagnostisk værdi. Reaktionen tages i betragtning efter 24 timer. Den betragtes som positiv i nærvær af hyperæmi og et infiltrat med en diameter på 10-20 mm.

Behandling af dysenteri

Hovedopmærksomheden lægges på genoprettelse af normal vand-saltmetabolisme, rationel ernæring, afgiftning og rationel antibiotikabehandling (under hensyntagen til patogenets følsomhed over for antibiotika). Tidlig anvendelse af polyvalente dysenteribakteriofager, især tabletter med et pektinbelægning, der beskytter fagen mod virkningen af HCl i mavesaften, giver en god effekt. I tyndtarmen opløses pektin, fager frigives og viser deres virkning. Til profylaktiske formål bør fagen gives mindst én gang hver tredje dag (dens overlevelsesperiode i tarmen).

Specifik forebyggelse af dysenteri

Forskellige vacciner er blevet brugt til at skabe kunstig immunitet mod dysenteri: fra dræbte bakterier, kemikalier, alkohol, men de viste sig alle at være ineffektive og blev afbrudt. Vacciner mod Flexners dysenteri er blevet fremstillet fra levende (mutante, streptomycin-afhængige) Shigella Flexneri; ribosomale vacciner, men de har heller ikke fundet bred anvendelse. Derfor er problemet med specifik forebyggelse af dysenteri stadig uløst. Den vigtigste måde at bekæmpe dysenteri på er at forbedre vandforsyningen og kloaksystemet, sikre strenge sanitære og hygiejniske forhold i fødevarevirksomheder, især mejeriindustrien, i børneinstitutioner, offentlige steder og i opretholdelsen af personlig hygiejne.