Есцхерицхиосес (род Есцхерицхиа, Е. цоли)

Главног представника рода Escherichia - E. coli - први пут је 1885. године открио Т. Ешерих, по коме је овај род бактерија и добио име. Кључне карактеристике овог рода: перитрихичне (или непокретне), ферментишу лактозу уз формирање киселине и гаса (или су лактозонегативне), не расту на медијуму за гладовање са цитратом, Вогес-Проскауерова реакција је негативна, МР тест је позитиван, немају фенилаланин деаминазу, не расту на медијуму са KCN, садржај G + C у ДНК је 50-51 мол%.

Род Escherichia обухвата најмање 7 врста; од посебног значаја у медицини је врста E. coli, посебно оне варијанте које изазивају људске болести. Подељене су у 2 главне групе: оне које изазивају екстраинтестиналне болести и оне које изазивају акутне цревне болести (АЦБ). Представници прве су подељени у три патолошке групе:

1. менингеални (MENEC - менингитис Е. цоли);
2. септикемија (СЕПЕЦ - септикемија Е. цоли) и
3. уропатогене (УПЕЦ - уропатогена Е. коли).

Варијанте E. coli које изазивају акутне респираторне инфекције првобитно су подељене у следеће 4 категорије: ентеротоксигена E. coli (ETEC); ентероинвазивна E. coli (EIEC); ентеропатогена E. coli (EPEC) и ентерохеморагична E. coli (EHEC). Накнадно су идентификоване још две категорије: ентероагрегативна E. coli (EAEC) и дифузно агрегативна E. coli (DAEC).

Поред тога, Е. коли се користи у међународним стандардима као индикатор степена фекалне контаминације воде, посебно воде за пиће, и прехрамбених производа.

Стандардни сој E. coli (E. coli K-12) се широко користи у лабораторијама у многим земљама широм света за проучавање генетике бактерија.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Морфологија

Е. коли је факултативни анаероб, добро расте на конвенционалним хранљивим подлогама - колоније на агару су округле, конвексне, провидне. Раст на бујону је у облику дифузне замућености. Температурни оптимум за раст је 37 °C, расте у опсегу од 10 до 45 °C, оптимална pH вредност је 7,2-7,5. На свим диференцијално дијагностичким подлогама, колоније Е. коли које разлажу лактозу обојене су у боју индикатора (на Ендо подлози - тамно гримизна са металним сјајем).

Биохемијска својства

У већини случајева, E. coli је способна да ферментише следеће угљене хидрате да би формирала киселину и гас: глукозу, лактозу, манитол, арабинозу, галактозу, понекад сахарозу и неке друге угљене хидрате; формира индол; обично не формира H2S _; редукује нитрате у нитрите, не разграђује желатин, не расте на медијуму за гладовање са цитратом, даје позитивну реакцију са МР и негативну реакцију са Вогес-Проскауером. По овим знацима се лако може разликовати од узрочника бројних болести (дизентерија, тифус, салмонелоза итд.). Међутим, патогене E. coli се врло често не разликују од непатогених ни по културолошким ни по биохемијским својствима.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Фактори патогености E. coli

Способност Е. коли да изазове разне болести је последица присуства следећих фактора патогености:

Фактори адхезије и колонизације. Неопходни су за везивање за ћелије ткива и њихову колонизацију. Откривене су три варијанте фактора колонизације: а) CFA/I-CFA/VI (фактор колонизације) - имају фимбријалну структуру; б) EAF (ентеропатогени фактор адхезије E. coli) - интимин - протеин спољашње мембране, кодиран геном eaeA. Налази се у 4 и EHEC, детектује се способношћу бактерија да се вежу за Hep-2 ћелије; ц) Адхезијски Henle-407 - фимбријалне структуре, детектују се способношћу бактерија да се вежу за Henle-407 ћелије. Све су кодиране плазмидним генима. Поред њих, описани су и други фактори колонизације, који могу укључивати и бактеријске липополисахариде.

Фактори инвазије. Уз њихову помоћ, EIEC и EHEC, на пример, продиру у ћелије цревног епитела, размножавају се у њима и изазивају њихово уништење. Улогу фактора инвазије обављају протеини спољашње мембране.

Егзотоксини. Утврђено је да патогене E. coli садрже егзотоксине који оштећују мембране (хемолизин), инхибирају синтезу протеина (Шига токсин) и активирају секундарне преносиоце (мессенџер - комуникацију) - токсине CNF, ST, CT, CLTD, EAST.

Хемолизине производе различити патогени, укључујући Е. коли. Хемолизин је токсин који формира поре. Прво се везује за мембрану циљне ћелије, а затим у њој формира пору, кроз коју мали молекули и јони улазе и излазе, што доводи до ћелијске смрти и лизе еритроцита.

Шига токсин (STX) је први пут откривен код Shigella dysenteriae, а затим је сличан токсин (Шига-сличан токсин) пронађен код EHEC. Токсин (N-гликозидаза) блокира синтезу протеина интеракцијом са 28S рРНК, што доводи до ћелијске смрти (цитотоксин). Постоје две врсте Шига-сличног токсина: STX-1 и STX-2. STX-1 је готово идентичан Шига токсину по својим антигеним својствима, док се STX-2 разликује од Шига токсина по својим антигеним својствима и, за разлику од STX-1, не неутралише га антисерум на њега. Синтеза цитотоксина STX-1 и STX-2 је контролисана код E. coli генима умерено конвертујућих профага 9331 (STX-1) и 933W (STX-2).

• Токсин Л (термолабилни токсин) је АДП-рибозилтрансфераза; везивањем за Г протеин изазива дијареју.
• СТ токсин (термостабилни токсин), интерагујући са рецептором гванилат циклазе, стимулише његову активност и изазива дијареју.
• ЦНФ (цитотоксични некротични фактор) је протеин деамидазе који оштећује такозване RhoG протеине. Овај токсин се налази у УПЕЦ-у, који изазива инфекције уринарног тракта.
• CLTD токсин је цитолетални дезинтегришући токсин. Механизам деловања није добро схваћен.
• EAST токсин је термостабилни токсин ентероагрегативне E. coli (EAEC), вероватно сличан термостабилном токсину (ST).

Ендотоксини су липополисахариди. Они одређују антигенску специфичност бактерија (која је одређена понављајућим бочним ланцем шећера) и облик колонија (губитак бочних ланаца доводи до трансформације S-колонија у R-колоније).

Дакле, фактори патогености E. coli нису контролисани само хромозомским генима ћелије домаћина, већ и генима које уносе плазмиди или умерени конвертујући фаги. Све ово указује на могућност појаве патогених варијанти E. coli као резултат ширења плазмида и умерених фага међу њима. У наставку је дат кратак опис 4 категорије E. coli које изазивају акутне респираторне инфекције; информације о недавно идентификованим категоријама DAEC и EAEC нису пронађене у изворима који су нам доступни.

ETEC обухвата 17 серогрупа. Фактори адхезије и колонизације фимбријалне структуре CFA типа и ентеротоксини (LT или ST, или оба) кодирани су истим плазмидом(има). Они колонизују ресице без њиховог оштећења. Ентеротоксини изазивају кршење метаболизма воде и соли. Локализација процеса је танко црево. Инфективна доза је 108-1010 ћелија. Болест се одвија као дијареја слична колери. Тип епидемија је путем воде, ређе путем хране. Погађају се деца узраста од 1 до 3 године и одрасли.

ЕИЕЦ обухвата 9 серогрупа, патогеност је повезана са способношћу продирања у епителне ћелије цревне слузокоже и размножавања унутар њих, узрокујући њихово уништење. Ова својства су кодирана, поред хромозомских гена, плазмидним генима (140 MD). Плазмид кодира синтезу протеина спољашње мембране, који одређују инвазију. И сам плазмид и протеини које кодира су сродни онима код патогена дизентерије, што објашњава сличност ЕИЕЦ-а са шигелом. Инфективна доза је 10s ћелија. Локализација процеса је доњи илеум и дебело црево. Болест се одвија као дизентерија: у почетку воденаста дијареја, затим колитични синдром. Деца узраста 1,5-2 године, адолесценти и одрасли су оболели. Врста епидемија - храна, вода.

Епидемиологија

Е. коли је представник нормалне микрофлоре цревног тракта свих сисара, птица, гмизаваца и риба. Стога, да би се разјаснило питање које варијанте Е. коли и зашто изазивају ешерихиозу, било је неопходно проучити антигенску структуру, развити серолошку класификацију неопходну за идентификацију патогених сероваријант и открити које факторе патогености поседују, односно зашто су способне да изазову различите облике ешерихиозе.

Е. коли има 171 О-антигенску варијанту (01-0171), 57 Х-антигенских варијанти (Х1-Х57) и 90 површинских (капсуларних) К-антигенских варијанти. Међутим, у стварности постоји 164 О-антигенске групе и 55 Х-антигенских сероваријант, пошто су неке од претходних 0:Х серогрупа искључене из врсте Е. коли, али су редни бројеви О- и Х-антигена остали непромењени. Антигенске карактеристике дијареогене Е. коли укључују О- и Х-антигенске бројеве, на пример, 055:116; 0157:Х7; О-антиген указује на припадност одређеној серогрупи, а Х-антиген је њена сероваријантa. Поред тога, детаљнија студија О- и Х-антигена открила је такозване факторске О- и Х-антигене, односно њихове антигенске подваријанте, као што су H2a, H2b, H2c или O20, O20a, O20ab итд. Укупно, листа дијареогених E. coli обухвата 43 О-серогрупе и 57 OH-сероваријант. Ова листа се стално допуњава новим сероваријантама.

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ]

Симптоми

Група обухвата 9 серогрупа класе 1 и четири серогрупе класе 2. Серогрупе класе 1 имају плазмид (60 MDa) који контролише синтезу фактора адхезије и колонизације EAF типа. Представљен је протеином локализованим у спољашњој мембрани и детектује се способношћу бактерија да се вежу за HEp-2 ћелије. Протеин има mw од 94 kDa. Серогрупе класе 2 немају овај плазмид; њихова патогеност је последица неких других фактора. Утврђено је да неки сојеви обе класе могу да синтетишу STX. 4 колонизују плазма мембрану ентероцита, узрокујући оштећење епителне површине са формирањем ерозија и умерене упале. Инфективна доза је 105-10 ¹² ћелија. Процес је локализован у танком цреву. Болест карактерише воденаста дијареја и тешка дехидрација. Углавном оболевају деца у првој години живота. Начин инфекције је контактно-кућни, ређе преносив путем хране.

Серогрупе EIEC и 4 су најчешћи узроци нозокомијалних епидемија.

ЕХЕЦ производе цитотоксине STX-1 и STX-2. Они изазивају хеморагични колитис код људи са тешким компликацијама као што су хемолитичка уремија и тромботична тромбоцитопенична пурпура. Токсини уништавају ендотелне ћелије малих крвних судова. Формирање крвних угрушака и таложење фибрина доводе до поремећеног протока крви, крварења, исхемије и некрозе у ћелијском зиду. Уремични хемолитички синдром може бити фаталан. ЕХЕЦ су представљени многим серотиповима (-150), али главну епидемиолошку улогу играју E. coli 0157-H7 и њен флагелатни мутант E. coli 0157:NM, пошто само они производе STX. Ови сојеви бактерија могу да луче само један од цитотоксина или оба истовремено. Верује се да су природни резервоар серовара ЕХЕЦ, укључујући E. coli 0157:H7, говеда и овце. Најчешћи пут инфекције је храна (месо, посебно млевено месо; млеко). E. coli 0157:H7 је необично отпоран на неповољне факторе. Ово доприноси његовом опстанку и размножавању у разним производима. Инфекција је могућа контактом са кућним предметима. Почетак болести је акутан: јављају се цревни грчеви, затим дијареја, у почетку воденаста, затим крвава. Деца и одрасли су болесни. Болесна особа је заразна.

Лабораторијска дијагностика

Заснован је на изолацији чисте културе патогена и његовој идентификацији, као и на тестирању токсина помоћу PCR-а. Узрочник ешерихиозе се идентификује помоћу сета поливалентних ОК-серума и сета адсорбованих серума који садрже антитела само на одређене антигене. Кератокоњунктивални тест може се користити за идентификацију EIEC-а. Неки представници EIEC-а су непокретни и не ферментишу лактозу и салицин. Идентификација E. coli 0157:H7 је олакшана њеном немогућношћу ферментације сорбитола (уместо лактозе се користи Ендо медијум са сорбитолом). Али је најбоље користити PCR тест системе за идентификацију и диференцијацију ОКЗ патогена (све категорије). По потреби се одређује осетљивост изолованих патогена на антибиотике.

Лечење Е. коли

Користе се различити антибиотици. Орални физиолошки раствори се користе за обнављање поремећеног метаболизма воде и соли. Производе се у целофанским кесама у облику прахова који садрже NaCl - 3,5 г; NaHC03 - 2,5 г; KCl - 1,5 г и глукозу - 20,0 г и растворене су у 1 литру воде.