Лабораторная диагностика столбняка

Лабораторная диагностика

Диагноз заболевания обычно устанавливают по характерной клинической картине.

К микробиологической диагностике прибегают не часто. Ее проводят с целью проверки стерильности перевязочного или шовного материала (например, кетгута); при необходимости подтвердить клинический диагноз в сложных случаях; при санитарно-бактериологическом исследовании почвы.

Материал: кусочки тканей, гной, перевязочный материал, выделения из матки, при бактериологическом исследовании трупного материала берут кровь (10 мл), кусочки печени и селезенки (20-30 г).

1. Бактериоскопический метод – обнаруживают грамположительные палочки с терминальными спорами в виде барабанной палочки.

2. Бактериологический метод – производят посев на среду Китта-Тароцци, где появляется помутнение. Далее делают мазок, окрашивают по Граму с целью обнаружения Грам (+) палочек с типичными спорами, затем производится пересев на кровяной анаэробный агар, где образуются зоны гемолиза вокруг отростчатых колоний.

Одновременно фильтрат материала или фильтрат культуры из среды Китта-Тароцци вводят в корень хвоста белых мышей (биопроба).

При наличии экзотоксина через 1-2 дня хвост мыши делается ригидным, задние конечности вытягиваются, туловище искривляется, и животные погибают, так как у них развивается восходящий. Другой группе мышей вводится фильтрат материала в смеси со столбнячной антитоксической сывороткой (животные при этом выживают).

3. С целью быстрого обнаружения токсина в крови больного проводят ИФА или РПГА с эритроцитарным антительным диагностикумом. Однако это возможно лишь при гипертоксинемии, так как экзотоксин быстро связывается с белками ЦНС.

Лечение

Лечение больных столбняком должно проходить в условиях специализированного реанимационного отделения.

Для нейтрализации токсина незамедлительно вводят человеческий противостолбнячный гамма-глобулин (3000 МЕ или более). При отсутствии препарата вводят гетерологичную (лошадиную) противостолбнячную сыворотку в больших дозах (50-150 тыс. МЕ).

Комплексное лечение столбняка включает эффективную хирургическую обработку ран, дезинтоксикационную и седативную терапию, при необходимости выполняется искусственная вентиляция легких с введением миорелаксантов.

Сам возбудитель чувствителен ко многим антибиотикам (β -лактамам, тетрациклинам и др.) Однако антибиотикотерапия играет лишь вспомогательную роль (гибель возбудителей препятствует увеличению концентрации токсина в ране).

Профилактика

Экстренная профилактика столбняка состоит из первичной хирургической обработки ран и иммунопрофилактики: введения столбнячного анатоксина и по показаниям противостолбнячного человеческого иммуноглобулина либо сыворотки.

Введение этих препаратов показано при травмах с нарушением целостности кожных покровов и слизистых; при обморожениях и ожогах 2, 3, 4 степеней; внебольничных абортах; родах вне больничных учреждений; гангрене или некрозах любого типа; проникающих повреждениях; укусах животных; обширных гематомах, подвергшихся пункции.

Предварительно следует определить концентрацию столбнячного антитоксина в крови пострадавшего методом РПГА или ИФА.

При концентрации антитоксина в крови пациента 0, 1 МЕ/мл и более препараты не вводят. При уровне антител 0, 01-0, 1 МЕ вводят только анатоксин, менее 0, 01 МЕ вводят анатоксин и иммуноглобулин в количестве 250 МЕ.

При невозможности установить уровень защитных АТ меры по экстренной иммунопрофилактике столбняка у пострадавших определяются их предыдущей вакцинацией.

Если пациент ранее прошел полный курс плановой вакцинации (см. ниже), то выполняют только ревакцинацию столбнячным анатоксином.

Однако если это условие не соблюдено, вводят анатоксин и противостолбнячный иммуноглобулин в количестве 250 МЕ или в его отсутствие – 3000 МЕ противостолбнячной лошадиной сыворотки.

Единственным способом эффективной профилактики столбняка среди населения является проведение плановой активной иммунизации.

Столбняк – это инфекция, которая полностью контролируется средствами иммунопрофилактики.

Активную иммунизацию начинают с 3-х-месячного возраста введением вакцины АКДС (содержит анатоксин возбудителей столбняка, дифтерии и убитые коклюшные бактерии) или АДС (не содержит коклюшного компонента) трехкратно с интервалом в 45 дней, затем проводят ревакцинацию в 1, 5 года, 6 лет и далее через каждые 10 лет проводят ревакцинацию.

 

Общая характеристика и классификация семейства энтеробактерий

Бактерии этого семейства являются наиболее частыми возбудителями кишечных инфекций. Их объединяет ряд общих признаков. Это короткие, не образующие спор, палочки с закругленными концами, подвижные (перитрихи) или неподвижные, некоторые имеют капсулы. Аэробы или факультативные анаэробы. Характерна отрицательная окраска по Граму. Хорошо растут на обычных питательных средах с мясном экстрактом. На большинстве плотных сред энтеробактерии образуют круглые выпуклые блестящие S- (гладкие) колонии, а также часто обусловленные потерей капсулы плоские, неровные и зернистые R- (шероховатые) формы. Для них характерна ферментация глюкозы (и других углеводов) с образованием кислоты и газа. По отношению к лактозе их делят на лактоза- ферментирующие и лактоза — неферментирующие. Каталаза — положительны, восстанавливают нитраты в нитриты.

Семейство энтеробактерий включает более 20 родов, объединяющих более 100 видов бактерий, обитающих в почве, на растениях, входящих в состав микробных биоценозов кишечников животных и человека. Наибольшее значение для человека имеют рода Escherichia, Salmonella, Shigella, Yersinia, Proteus, Klebsiella и др. Для дифференциации родов используют в основном биохимические признаки, для классификации внутри родов и видов — изучение антигенной структуры (О-, Н- и К- антигенов).

О- антиген представлен липополисахаридами (ЛПС) наружной мембраны. Штаммы, лишенные О- антигена, образуют R- колонии и обычно авирулентны.

Н- антиген — термолабильные белки, имеются только у подвижных (имеющих жгутики) видов.

К- антиген — термостабильные полисахариды капсулы и наружной оболочки.

В патогенезе поражений, вызываемых энтеробактериями, имеют значение ЛПС (эндотоксин, освобождающийся при разрушении бактерий), различные энтеротоксины, факторы инвазивности и адгезии (жгутики и др.), ферменты патогенности.

 

Эшерихии

Данный род представлен 6 видами, основное значение имеет вид E. сoli (или кишечная палочка). E. vulneris могут выделять из ран, E. hermannii из ран, крови, спинномозговой жидкости.

Вид E. сoli включает условно-патогенные кишечные палочки, которые являются постоянными обитателями кишечника человека, животных, птиц, рыб.

Морфология

Прямые грамотрицательные палочки размерами 1-1, 5х2-6, 0 мкм, в мазках располагаются одиночно (Рис. 9), не имеют спор, перитрихи (редко неподвижны); большинство штаммов имеет микрокапсулу (некоторые – капсулу), реснички.

 

Культуральные свойства

E. сoli хорошо растет на простых питательных средах – колонии на агаре круглые, прозрачные, в мясо-пептонном бульоне вызывают диффузное помутнение всей среды.

Для культивирования применяют дифференциально-диагностические лактозосодержащие среды. На среде Эндо и среде Мак-Конки образуют красные с металлическим блеском лактозоположительные колонии, на среде Левина – темно-синие. Не растут на средах с цитратом

Штаммы, обитающие у человека и теплокровных животных, могут размножаться при 43⁰С, оптимальный рН 7, 2-7, 4, температурный оптимум – 37⁰С.

Биохимические свойства

Факультативные анаэробы. Активно метаболизируют углеводы. Ферментируют глюкозу, мальтозу, маннит и лактозу с выделением кислоты и газа.

Тесты на оксидазу, сероводород, желатин, уреазу отрицательны. Каталазоположительны, восстанавливают нитраты в нитриты.

Антигенная структура

У E. сoli имеется термостабильный О-АГ – ЛПС, по которому известно более 170 серогрупп.

На поверхности О-АГ расположен капсульный К-АГ, представленный несколькими фракциями (А, В, L). По К-АГ выделяют около 90 вариантов.

Термолабильный Н-АГ имеет белковую структуру, он связан с наличием жгутиков, разрушается при нагревании. По нему выделяют более 50 сероваров.

По наличию соматических, капсульных и жгутиковых антигенов составляют антигенные формулы фенотипа кишечной палочки, где на первое место ставят О-антиген, на второе – К, в скобках его тип (А, В, L), на третье – Н-антиген.

На практике используют также упрощенную классификацию диареегенных штаммов кишечной палочки по видам О-антигенов.

Патогенные кишечные палочки отличаются от непатогенных антигенной структурой. Это обусловливает возможность их серологического типирования.

Резистентность

Е. соli сравнительно устойчивы и могут сохраняться во внешней среде в течение нескольких недель или даже более длительный срок. Тем не менее, они чувствительны к воздействию дезинфектантов и антисептиков. При температуре 60⁰С погибают в течение 15 мин.

 

20 Энтеропатогенные … кишечные палочки

Энтеропатогенные E. сoli включают не менее 20 серогрупп. Они поражают новорожденных и детей 1-2 года жизни. Вызывают колиэнтерит.

Патогенез поражений определяется адгезией возбудителей к эпителию тонкого кишечника, повреждением микроворсинок, однако без инвазии в клетку.

Вирулентность этих бактерий связана с наличием особого генного локуса, который находится в составе хромосомного островка патогенности – локуса «стирания энтероцитов».

Данный локус кодирует различные факторы патогенности. Важнейшие из них – адгезин интимин и рецепторный для него белок Tir.

Для направленной доставки рецепторного Tir-белка в энтероциты у возбудителей имеется специализированная органелла инжектисома (или иглокомплекс). В ее состав входят сократительные белки. Инжектисома относится к системе III типа секреции бактерий, которая обеспечивает активное поступление белков патогенности в пораженные клетки.

В норме на энтероцитах Tir-рецептора нет. Однако его белки присутствуют в бактериальной клетке. После контакта E. сoli с клетками эпителия тонкой кишки с помощью инжектисомы происходит впрыскивание белков, составляющих Tir-рецептор к интимину, внутрь эпителиоцита. Через некоторое время этот рецептор появляется на мембране энтероцита.

E. сoli посредством интимина присоединяется к внедренному Tir-рецептору. Это обеспечивает прочную адгезию микроба с поверхностью эпителиальных клеток. Кроме того, Tir-рецептор активирует перестройку внутриклеточного актина и других белков в месте прикрепления микробов.

В результате после присоединения большого количества бактерий происходит сглаживание и стирание микроворсинок эпителия кишечника. При этом может развиваться локальное воспаление.

Все это ведет к нарушению всасывания, расстройству электролитного обмена и диарее.

Энтеротоксигенные E. сoli вызывают заболевания по другому механизму. К ним принадлежит более 70 серогрупп. Они остаются основной причиной диареи детей младшего возраста в странах с теплым климатом. Вызывают холероподобные заболевания. У взрослых лиц вызывают «диарею путешественников» при посещении санитарно неблагополучных стран.

Тип диареи – секреторный (невоспалительный), и связан с продукцией бактериями термолабильного и термостабильного энтеротоксинов. Токсины кодируются плазмидными генами.

Адгезию возбудителя на энтероцитах обеспечивают факторы колонизации (пили или фимбрии).

Действие термолабильного энтеротоксина аналогично действию токсина холерного вибриона. Токсин состоит из двух компонентов: А и В. Рецепторный компонент В состоит из 5 субъединиц. Он соединяется с ганглиозидными рецепторами на мембранах клеток эпителия, формирует канал в мембране и позволяет компоненту А проникать в клетки. Компонент А выполняет АДФ-рибозилирование внутриклеточных G-белков, что в итоге приводит к активации аденилатциклазы и накоплению внутриклеточного цАМФ. Далее активируются трансмембранные каналы, усиливается секреция ионов Cl^-, Na⁺ и воды с подавлениием их реабсорбции, что ведет к диарее.

Термостабильный энтеротоксин действует через внутриклеточную гуанилатциклазу, активируя секрецию электролитов и воды.

Энтероагрегативные E. сoli вызывают диарею вследствие своей выраженной способности к адгезии к эпителию и самоагрегации. Они обладают 2-мя основными типами фимбрий, обеспечивающих плотное прикрепление и взаимодействие микробных клеток.

В отличие от предыдущих возбудителей происходит диффузная адгезия микробов к эпителию на большом протяжении и их агрегация между собой. Кроме того, часть бактерий вырабатывает токсин с протеолитической активностью. Это ведет к повреждению эпителиальных клеток, развитию локального воспаления, что препятствует нормальному водно-электролитному обмену. В итоге возникает диарея длительностью более 2-х недель.

Энтероинвазивные E. сoli (9 основных серогрупп) отличаются от вышеперечисленных возбудителей. Они проявляют большее сходство с шигеллами, которые при инфекции проникают внутрь пораженных клеток. Так же, как и шигеллы, они неподвижны и не способны ферментировать лактозу.

Патогенность бактерий связана со способностью внедряться в эпителиоциты слизистой оболочки толстого кишечника, размножаться внутри клеток и разрушать их.

Эти свойства кодируются хромосомными и плазмидными генами патогенности. Одна из плазмид кодирует структуру III типа секреции, которая обеспечивает доставку факторов вирулентности в пораженные клетки. После их впрыскивания происходит перестройка внутриклеточного актина и захват прикрепившихся возбудителей клетками кишечника.

Кроме того, бактерии этой группы способны продуцировать энтеротоксин.

Воспаление при данной инфекции менее выражено, чем при шигеллезе, отсюда геморрагический колит наблюдается редко. Обычно возникает диарея различной длительности.

Наиболее угрожающие жизни заболевания и осложнения, вызывают эшерихии, относящиеся к группе энтерогеморрагических кишечных палочек (ЭГКП). У больных возникает тяжелый геморрагический колит, который может осложняться гемолитико-уремическим синдромом (ГУС) с развитием острой почечной недостаточности и возможным летальным исходом.

Бактерии данной группы продуцируют сильнодействующие экзотоксины, блокирующие синтез белка в пораженных клетках.

Вместе с экзотоксином возбудителей шигеллеза (шигатоксином) они образуют общее семейство токсинов. Отсюда они получили название шигаподобных токсинов 1 и 2 типа или веротоксинов (от названия лабораторных культур клеток Vero, на которых определяют их цитотоксическое действие).

Способность к синтезу токсинов определяется наличием умеренных бактериофагов в геноме бактериальных клеток.

Наиболее вероятным резервуаром ЭГКП является крупный рогатый скот. Человек может заражаться алиментарным путем при употреблении в пищу зараженного мяса или других пищевых продуктов, контаминированных возбудителем. Возможна контактно-бытовая передача инфекции, в том числе от больных и персонала.

Считалось, что заболевания вызывает ограниченная группа возбудителей, при этом основным серотипом является E. сoli 0157: Н7. В настоящее время показано, что не менее 30 серогрупп эшерихий могут быть причиной болезни.

Инкубационный период составляет в среднем 5-7 дней.

Возбудитель достигает эпителия толстого кишечника. Его прикрепление происходит по механизму, общему с энтеропатогенными кишечными палочками. В нуклеоиде ЭГКП содержится аналогичный локус «стирания энтероцитов», который кодирует адгезин интимин и рецепторный для него белок Tir.

При помощи системы III типа секреции (инжектисомы) происходит доставка Tir-рецептора в энтероциты и плотная адгезия к ним бактерий посредством интимина.

Далее бактерии продуцируют шигаподобные экзотоксины. Как и многие другие токсины, они состоят из двух компонентов: А и В. Рецепторный компонент В соединяется с гликолипидным рецептором Gb₃ (глоботриозилцерамидом) на мембранах клеток.

После связывания с рецепторами токсины посредством эндоцитоза проникают в цитоплазму. Компонент А токсина распадается на 2 субъединицы, при этом фракция А1 обладает ферментативной N-гликозидазной активностью. Она разрушает гликозидные связи в 28S рРНК большой субъединицы рибосом и тем самым блокирует синтез белка в эпителиоцитах (цитотоксический эффект), вызывая их гибель. Поражение эндотелия сосудов вызывает дистрофию и некроз стенки кишечника.

После проникновения токсинов в кровоток они связываются с клетками с высокой плотностью Gb₃-рецепторов, в частности с эндотелием почечных клубочков и сосудов микроциркуляции. Разрушение клеток почечных клубочков может приводить к нарушению функции органа и почечной недостаточности.

ЭГКП обладают и другими факторами вирулентности, в частности, гемолизинами, которые кодируются плазмидными генами. Также они продуцируют сериновую протеазу, которая разрушает фактор свертывания V.

Кроме того, бактерии имеют плазмиды с генами устойчивости к антибиотикам. Они способны к продукции β -лактамаз расширенного спектра действия.

Множественное действие факторов вирулентности приводит к развитию деструктивного гемоколита.

При обычном течении симптомы болезни постепенно угасают, однако в 6-8% случаев заболевание осложняется гемолитико-уремическим синдромом. ГУС чаще возникает у детей младшего возраста или у пожилых людей. Он сопровождается гемолитической анемией, тромбоцитопенией и почечной недостаточностью. Летальность при ГУС может достигать 5% и более, осложнения в виде почечной недостаточности и поражения ЦНС – у 15-30% больных.

В мае 2011 года в ФРГ и соседних европейских странах возникла эпидемическая вспышка энтерогеморрагической инфекции, вызванной кишечной палочкой. Эпидемия продлилась в течение двух месяцев. Всего в 16 странах было зарегистрировано 4321 случаев заболевания, из них 50 человек умерло (летальность превышает 1%). Среди заболевших преобладали женщины. Более чем у 25% из них возник гемолитико-уремический синдром.

Заражение, вероятнее всего, было связано с употреблением в пищу контаминированных продуктов, в первую очередь – проросших семян некоторых бобовых (пажитник).

Оказалось, что инфекция вызвана E. сoli нового серовара О104: Н4, который до этого вызывал патологию лишь в единичных случаях.

Изучение генома возбудителя показало, что бактерии серовара О104: Н4 не имеют генов интимина, однако обладают адгезинами, характерными для энтероагрегативных кишечных палочек. Также они продуцировали шигаподобный токсин 2 типа, кодируемый генами бактериофага, и β -лактамазы расширенного спектра действия. Возникновение такого штамма связывают с горизонтальным переносом генов между бактериями и их последующей рекомбинацией.

Анализ эпидемии подтвердил, что среди популяций E. сoli постоянно происходит интенсивный генетический обмен, обеспечивающий быстрое распространение генов патогенности и приводящий к появлению новых вирулентных штаммов.

Помимо специфических диарейных заболеваний, E. сoli регулярно вызывают внекишечные инфекции.

Это оппортунистические инфекции, условиями для которых являются попадание возбудителя в норме стерильный биотоп (брюшная полость, мочевыводящие пути, ЦНС), повреждение тканевых барьеров, снижение иммунитета, развитие смешанной инфекции и т.д.

Наиболее часто возникают заболевания мочевыводящих путей, вызванные уропатогенными эшерихиями. Известно несколько таких серогрупп.

Они вызывают внегоспитальный цистит и восходящий пиелонефрит. У детей могут приводить к хроническим инфекциям. Вирулентность связана с наличием различных типов адгезинов, обусловливающих прикрепление бактерий к эпителию мочевого тракта. Адгезины в основном кодируются хромосомными генами в составе островков патогенности.

Специфичными для уропатогенных эшерихий являются Р-фимбрии. Они связываются с гликосфинголипидными рецепторами уроэпителия. Также в адгезии участвуют маннозочувствительные фимбрии, гемагглютинин и т.п. Плотное прикрепление бактерий, их разрушение с выделением ЛПС эндотоксина вызывает воспалительную реакцию (нейтрофильную инфильтрацию, местное выделение провоспалительных цитокинов и т.д.), что ведет к прогрессированию процесса.

Кроме того, уропатогенные E. сoli продуцируют гемолизины, гены которых находятся в плазмидах или нуклеоиде. Помимо эритроцитов, эти токсины повреждают эндотелий сосудов и почечный эпителий.

E. сoli могут участвовать в развитии абдоминальных инфекций (холецистита, аппендицита, перитонита), вызывать бактериемию и сепсис.

Особенно опасен менингит новорожденных и детей 1 месяца жизни, обусловленный кишечной палочкой. Наиболее часто он возникает у недоношенных детей. Бактерии проникают в ЦНС через фенестрированный эндотелий сосудистых сплетений головного мозга. Большинство возбудителей относится к серотипу О18: К1. Они обладают специализированными адгезинами (S-фимбриями). Вариант К1 капсульного АГ обеспечивает устойчивость бактерий в кровотоке к действию комплемента. Летальность при заболевании может превышать 50%.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: