Лекцию читает: Заведующий кафедрой микробиологии, вирусологии и иммунологии

Лекцию читает: Заведующий кафедрой микробиологии, вирусологии и иммунологии доктор медицинских наук, профессор Минухин Валерий Владимирович

ТЕМА ЛЕКЦИИ: Микробиологическая диагностика кишечных инфекций. Эшерихии. Сальмонеллы. Шигеллы.

П Л А Н Л Е К Ц И И: 1. Общая характеристика и классификация энтеробактерий. 2. Эшерихии. Классификация. Биологические свойства. Методы лабораторной диагностики. Лечение и профилактика. 3. Сальмонеллы. Классификация. Биологические свойства. Методы лабораторной диагностики. Лечение и профилактика. 4. Шигеллы. Классификация. Биологические свойства. Методы лабораторной диагностики. Лечение и профилактика.

Энтеробактерии (лат. Enterobacteriaceae) — Большое семейство бактерий, включающее в себя 35 родов, в т.ч. такие известные патогены как: кишечная палочка, сальмонелла, шигеллы, чумная палочка и др. По форме — бациллы (палочкообразные) длиной 1—5 мкм. Как и другие протеобактерии, они грамотрицательны.

Enterobacteriaceae

Энтеробактерии — растут на простых питательных средах, особенно хорошо растут на средах с добавлением мясного экстракта.

Энтеробактерии — факультативные анаэробы и ферментируют углеводы с образованием муравьиной кислоты и других конечных продуктов (так называемое формиатное брожение). Некоторые энтеробактерии могут разлагать лактозу. Большинство имеет жгутики для передвижения. Иногда фимбрии. Не образуют спор.

Основные роды семейства: Escherichia Salmonella Shigella Proteus Klebsiella Yersinia Enterobacter Erwinia и другие.

Антигенное строение энтеробактерий Отличают 3 основных типа антигенов: 1. О-соматический антиген (АГ); 2. Н-жгутиковый АГ; 3. К-капсульный АГ.

Патогенное действие обусловлено: 1. Белками клеточной мембраны, капсульным полисахаридом, ворсинками, токсинами. 2. Вирулентность – повышенной адгезией, положительным хемотаксисом между поверхностными структурами м/о и рецепторами эпителия. 3. Имеют эндотоксин и экзотоксин (энтеротоксин, цитотоксин).

Кишечная палочка – Escherichia coli - была описана немецким педиатром и бактериологом Теодором Эшерихом в 1885 году. В настоящее время кишечную палочку относят к роду Escherichia, семействуEnterobacteriaceae, порядку Enterobacteriales.

Классификация штаммов кишечной палочки по патогенности 1. Не патогенные (комменсалы). 2. Условно-патогенные. 3. Патогенные.

МОРФОЛОГИЯ: E. coli — грамотрицательная бактерия, факультативный анаэроб, не образует эндоспор. Клетки палочковидные, со слегка закруглёнными концами, размером 0,4—0,6 х 2—6 мкм, объём клетки составляет около 0,6—0,7 μm. Имеет перитрихиально расположенные жгутики.

Escherichia coli (Гр. - )

Escherichia coli

Низкотемпературная электронная микрофотография кластера E. coli. Увеличение в 10 000 раз.

E.сoli в кишечнике человека

Кишечная палочка может жить на разных субстратах. В анаэробных условиях E. coli образует в качестве продукта жизнедеятельности лактат, сукцинат, этанол, ацетат и угле-кислый газ. При этом образуется молекулярный водород, который мешает образованию указанных выше метаболитов, поэтому E. coli часто сосуществует с микроорганизмами, потребляющими водород.

Рост E.coli на МПА и МПБ На плотных средах: выпуклые полупрозрачные S-колонии с ровными или слегка вол- нистыми краями (3-5 мм в диаметре) сухие плоские R-колонии с неровными краями. В жидких средах: диффузное помутнение среды и образование осадка.

Оптимальный рост достигается при температуре 37 °C, некоторые штаммы могут делиться при температурах до 49 °C. Рост может стимулироваться аэробными или анаэробным дыханием, различными парами окислителей и восстановителей, в том числе, окислением пирувата, формиата, водорода.

Факультативные анаэробы, t оптимум 37°С. Ферментируют углеводы до кислоты или кислоты и газа. Оксидаза-отрицательны. Каталаза-положительны. Продукция индола.

УСТОЙЧИВОСТЬ ВО ВНЕШНЕЙ СРЕДЕ Довольно устойчивы в окружающей среде (на загрязненных поверхностях пеленальных столов, игрушках могут сохраняться более 100 дней); при кипячении гибнут в течение 15 с, под действием 1% р-ра хлорамина или 5% р-ра лизола - в течение 3- 5 мин.

Штаммы, имеющие жгутики, способны передвигаться. Жгутики расположены перитрихально. На конце жгутика расположен белок FimH, который прикрепляется к молекулам сахаров на поверхности, эпителия кишечника.

E.сoli, прикрепившаяся к эпителию кишечника

E. coli в норме заселяет кишечник новорождённого ребенка в течение 40 часов после рождения, поступая с пищей или от лиц, контактирующих с ребёнком, и сохраняются на протяжении жизни на уровне 106—108КОЕ/г содержимого толстой кишки.

В ЖКТ кишечные палочки прилипают к слизистым оболочкам и являются основными представителями факультативных анаэробов у человека. Так как кишечные палочки не имеют бактериофагов, кодирующих факторы вирулетности, они являются комменсалами.

Коли-инфекция (син. эшерихиоз) - группа инфекционных болезней, вызываемых патогенными серотипами кишечных палочек.

Наиболее часто эти бактерии вызывают острые кишечные расстройства (кишечную коли-инфекцию), а у детей раннего возраста и у ослабленных лиц могут также явиться причиной поражения мочевыводящих путей (пиелонефрит, цистит), иногда – развития холецистита, менингита, сепсиса.

Источниками патогенных кишечных палочек являются больной коли-инфекцией, бактерионоситель, а также инфицированные молодые домашние животные (телята, поросята и др.). Пути заражения - пищевой, водный, у детей раннего возраста (особенно новорожденных), кроме того, и контактно-бытовой (возбудитель инфекции передается через загрязненные руки матерей, обслуживающего персонала, через предметы ухода за ребенком и др.).

Клиническая картина У детей раннего возраста, особенно первых месяцев жизни, коли-инфекция начинается, как правило, постепенно. Отмечаются снижение аппетита, срыгивания, остановка прибавки массы тела, некоторое учащение и разжижение стула. К 5-7-му дню присоединяются лихорадка (чаще умеренная), рвота, стул учащается до 10 и более раз в сутки, испражнения становятся водянистыми.

Различают 5 основных групп патогенных эшерихий: энтеропатогенные — вызывают диарею у детей, патогенез обусловлен способностью бактерии прикрепляться к эпителию кишечника и повреждать микроворсинки; энтероинвазивные — вызывают воспаление слизистой оболочки толстой кишки, по своим свойствам сходны с шигеллами; энтеротоксигенные — вызывают холероподобную диарею; продуцируют устойчивый энтеротоксин, сходный по структуре с холерным; энтерогеморрагические — вызывают гемморагическую диарею; образуют цитотоксин, аналогичный дизентерийному токсину; энтероадгезивная - нарушает всасывание, прикрепляясь к слизистой и выстилая просвет.

Диареегенные эшерихии

Энтеротоксигенные кишечные палочки (ЭТКП) Нецитотоксичные, неинвазивные. Действие энтеротоксина: нарушение водно-солевого баланса и обильная диарея «секреторного» типа. - Диарея путешественников. Холероподобная диарея.

Энтеропатогенные кишечные палочки (ЭПКП) - О26, О55, О111 Диарея у детей 1-го года жизни. Патогенез: адгезия бактерий на эпителии тонкого кишечника и повреждение микроворсинок, сглаживание слизистой, м.б. эрозии, бактериемия.

Энтероагрегирующие кишечные палочки (ЭАКП) Диарея у детей. Агрегативное прикрепление – препятствие абсорбции жидкости – обезвоживание.

Энтероинвазивные кишечные палочки (ЭИКП) Дизентериеподобные заболевания. Цитотоксичные: Размножаются в эпителиоцитах толстой кишки. Разрушение эпителиоцитов, воспаление и изъязвление слизистой. Возможна диарея «инвазивного» типа.

Энтерогеморрагические кишечные палочки (ЭГКП) О 157:Н7 и )26:Н11 Геморрагическая диарея (геморрагический колит). Гемолитический уремический синдром. Патогенез: цитотоксин и шигаподобные токсины вызывают гибель клеток.

Лабораторная диагностика эшерихиозов Материал для исследования: испражнения, рвотные массы, дуоденальное содержимое, кровь, моча, гной, спинномозговая жидкость, от трупов - кровь из сердца, содержимое кишечника, кусочки легких, печени, селезенки, почек. При необходимости исследуют промывные воды желудка, остатки пищи, смывы из рук.

МЕТОДЫ: Бактериологический. Идентификация: по О-антигену в РА; по углеводной активности на среде Гисса. Бактериоскопический: обнаружение бактерий в крови, ликворе, раневом отделяемом. РИФ: обнаружение антигена. Серологический: ИФА для обнаружения LT- и ST-энтеротоксинов. ПЦР: обнаружение генов, кодирующих факторы вирулентности.

Определение E. coli в реакции иммунофлюоресценции

Автоматизированный биохимический тест Позволяет определить 20 показателей биохимической активности бактерий.

Серодиагностика E.coli в реакции агглютинации на стекле Отрицательная Положительная

Сальмонеллез ‑ острая инфекционная болезнь, вызываемая бактериями рода Salmonella, попадающими в организм человека с пищевыми продуктами животного происхождения. Открыты в 1885 году американским микробиологом Даниелем Сальмоном. Патогенные серовары сальмонелл: S. Enteritidis (dublin) S. Choleraesuis S. Typnimurium

Сальмонеллы Грам-отрицательные, подвижные палочки, спор и капсул не образуют. Факультативные анаэробы. Лактозо-отрицательные. Образуют H2S.

Сальмонеллы

S a l m o n e l l a

Колонии S.typhi и S.paratyphi B, образующих H2S, – коричнево-черные (слева), S.paratyphi A не восстанавливает H2S и образует зеленоватые колонии (справа)

Рост сальмонелл на висмут-сульфит агаре

Классификация рода Salmonella Salmonella enterica subs. еnterica Сальмонеллы тифопаратифозной группы: Salmonella Typhi Salmonella Paratyphi A Salmonella Schottmuelleri Сальмонеллы – возбудители сальмонеллезов (сальмонеллезных гастроэнтеритов): Salmonella Typhimurium Salmonella Enteritidis Salmonella Choleraesuis и другие (более 2500).

Рост S.typhi на средах Гисса

Серологические свойства О-антиген (более 60 групп) Н-антиген (специфические и неспецифические фазы) Vi-антиген (S. Typhi) _______________________ Для серологической идентификации сальмонелл используют схему Кауфмана-Уайта.

Жгутики у сальмонелл

Пили и жгутики у сальмонелл

Серологическая классификация рода Salmonella

Факторы вирулентности сальмонелл: Устойчивость к действию желудочного сока и кислым значениям рН фагосом. Факторы колонизации: адгезия к эпителию кишечника. Инвазин – белок наружной мембраны: проникновение в клетки эпителия и макрофаги. Фермент супероксиддисмутаза: резистентность к фагоцитозу. Факторы резистентности к бактерицидному действию сыворотки. Эндотоксин: развитие лихорадки. Энтеротоксин: повышение секреции жидкости.

Резистентность в воде открытых водоёмов и питьевой воде — 11-120 сут, в морской воде — 15-27 сут, в почве — 1-9 мес, в комнатной пыли — 80-547 сут, в колбасных изделиях — 60-130 сут, в замороженном мясе — 6-13 мес, в яйцах — до 13 мес, на замороженных овощах и фруктах — 0,5-2,5 мес. Кипячение убивает сальмонелл мгновенно. 0,3% р-р хлорной извести — 1 ч. Хлорирование сточных вод снижает их загрязнённость сальмонеллами в 6 раз.

Брюшной тиф – острая системная антропонозная инфекция, которая характеризуется поражением лимфатического аппарата тонкой кишки, бактериемией, интоксикацией, розеолезной сыпью, увеличением печени и селезенки.

Брюшной тиф и паратифы Источник инфекции – человек (больной, бактерионоситель). Механизм передачи: фекально-оральный. Путь передачи: водный, алиментарный, контактно-бытовой.

Патогенез сальмонеллезной инфекции Приводит к развитию воспаления с преимущественным поражением лимфоидной ткани и вторичными дефектами энтероцитов. При продукции энтеротоксинов развивается диарея.

Патогенез брюшного тифа

Патогенез брюшного тифа Сальмонелла Тонкий кишечник Размножение в лимфатических образованиях Бактериемия Паренхиматозные органы Бактериемия, интоксикация Желчный пузырь Тонкий кишечник Аллергическая реакция в пейеровых бляшках Воспаление, некроз Прободение кишечника

Клиника Лихорадка (39-40 С). Интоксикация. Гепатоспленомегалия, сыпь. Бред, галлюцинации. Нарушение ССС (гипотония, коллапс).

Рис. 1. Лимфатические узлы илеоцекального угла брыжейки. Рис. 2. Некроз пейеровых бляшек. Рис. 3. Язык больного брюшным тифом. Рис. 4-5. Сыпь.

Сальмонеллезные гастроэнтериты Источник инфекции: животные, птицы, люди (больные и бактерионосители). Механизм передачи: фекально-оральный. Путь передачи: алиментарный, водный, контактный.

Проникновение сальмонелл

Патогенез пищевой токсико-инфекции Salmonella Тонкий кишечник Острое воспаление Эндотоксин, энтеротоксин Активация аденилатциклазы, повышение уровня цАМФ Обильная секреция жидкости Диарея

КЛИНИКА САЛЬМОНЕЛЛЕЗА Гастроинтестинальная форма – острое начало, выраженная интоксикация (высокая t, головная боль, слабость, озноб, миалгия), тошнота, рвота, боли в животе, понос (кал обильный, зловонный, в виде “болотной тины” или “лягушачьей икры”), возможны разные степени дегидратации (І-ІV) Генерализованная форма: тифоподобный вариант – острое начало, озноб, повышение температуры тела, явления гастроэнтерита, гепатоспленомегалия, вздутие живота, высыпания септико-пиемический вариант – клиника сепсиса (септический эндокардит, холецистохолангит, гломерулонефрит, гнойный менингит) Бактериемия: гнойные процессы в костях, суставах, оболочках мозга, плевре и др. тканях. Бактерионосительство – транзиторное, острое, хроническое.

Лабораторная диагностика сальмонеллеза Материал для исследования: испражнения, моча, желчь, промывные воды желудка, кровь, продукты. РИФ. Бактериологический метод: среды: желчный и селенитовый бульон, висмут-сульфит агар, Плоскирева, Эндо. Идентификация: по О-антигену в РА; по углеводной активности на среде Гисса. Серологический метод: ИФА и РПГА.

Экспресс-диагностика сальмонелл в реакции иммунофлюоресценции Колонии сальмонелл на среде Эндо

Иммунитет Напряженный, длительный. Антитела к: О-антигену – с конца 1-ой недели. Н-антигену – период реконвалесценции, после вакцинации. Vi-антигену – у бактерионосителей.

Лабораторная диагностика брюшного тифа Материал для исследования: кровь – 1-ая неделя, испражнения, моча, желчь – с конца 2-ой недели. Бактериологический метод: среды: желчный и селенитовый бульон, висмут-сульфит агар, Плоскирева, Эндо. Идентификация: по О-антигену в РА; по углеводной активности на среде Гисса. РИФ – определение антигена. Серологический метод: ИФА. РПГА с О-, Н-, Vi-антигенами (титр 1:200).

Специфическая профилактика брюшного тифа Химическая вакцина TABte. Спиртовая брюшнотифозная вакцина, обогащенная Vi-антигеном. Брюшнотифозный бактериофаг (экстренная профилактика).

ШИГЕЛЛЫ – ВОЗБУДИТЕЛИ БАКТЕРИАЛЬНОЙ ДИЗЕНТЕРИИ

Шигеллы представляют собой Грам-отрицательные, неподвижные палочки, спор и капсул не образуют. Факультативные анаэробы, лактозо-отрицательные, не образуют H2S. Заболевание - бактериальная дизентерия (шигеллез).

Чистая культура шигелл (окр. По Граму)

Шигелла

Биохимические свойства рода Shigella

ПОСЕВ НА СРЕДУ ПЛОСКИРЕВА дифференциально-диагностическая и селективная среда. Содержит: питательный агар, лактоза, бриллиантовый зеленый, соли желчных кислот, индикатор (нейтральный красный

Колонии шигелл на среде Эндо

Среда Клиглера Содержит: глюкозу, лактозу, тиосульфат натрия, сульфат железа, индикатор фенол рот. При ферментации только глюкозы – желтый столбик. При ферментации и глюкозы, и лактозы (E.coli) – весь агар желтый. При образовании сероводорода (сальмонеллы) – агар чернеет.

Факторы вирулентности шигелл Адгезия и колонизация: фимбрии, белки наружной мембраны липополисахарид, нейраминидаза, гиалуронидаза, муциназа. Шига-токсин (S.dysenteriae 1 серовар): цитотоксин (поражение эндотелия подслизистой кишечника и гломерул почек), энтеротоксин (нарушение водно-солевого баланса), нейротоксин (нарушение деятельности ЦНС). Шигаподобные токсины (остальные шигеллы) поражают эндотелий стенки кишечника.

Бактериальная дизентерия Источник инфекции – человек. Механизм передачи: фекально-оральный. Пути передачи: алиментарный, водный, контактно-бытовой.

Патогенез дизентерии

Shigella инвазирует эпителиальные клетки (сканирующая электронная микроскопия)

КЛИНИКА ШИГЕЛЛЕЗА Инкубационный период – от 3 час до 7 суток. Начало болезни острое, с озноба, лихорадки, явлений интоксикации, болей в животе, поноса. Боль схваткообразная, тенезмы. Испражнения с примесью слизи, гноя и крови, иногда теряют каловый характер (“ректальный плевок”). ИММУНИТЕТ Нестойкий ненапряженный типоспецифический

Лабораторная диагностика шигеллезной дизентерии Материал для исследования: испражнения. Бактериологический метод: Селенитовый бульон, среды Плоскирева, Эндо, Гисса, Ресселя, Клиглера Идентификация: по О-антигену в РА; по углеводной активности на среде Гисса.

Патогенетическое лечение бактериальных кишечных инфекций 1. Антибиотики: пенициллины (амоксициллин), цефалоспорины 3-го поколения (цефотаксим, цефтриаксон и др.), аминогликозиды (гентамицин, канамицин), тетрациклины. 2. Лечебные фаги: коли-протейный, колифаг, интести-фаг, сальмонеллезный, дизентерийный. 3. Препараты для коррекции микрофлоры кишечника: бифидумбактерин форте, пробиформ, бифиформ и др.

Интести-бактериофаг иммунобиологический препарат с антимикробными свойствами, фаг. Интести-бактериофаг обладает способностью специфически лизировать: S. flexneri I, II, III, IV и VI типов S. sonnei, S. paratyphi A, S. paratyphi В, S. typhimurium, S.infantis, S.cholerasuis, S.oranienburg, S. enteritidis; Escherichia coli, Proteus vulgaris и mirabilis, Enterococcus, Staphylococcus, Pseudomonas aeraginosa.

Профилактика кишечных инфекций

Мойте руки перед едой и после посещения туалета с мылом!