Шигеле

Дизентерија је заразна болест коју карактерише општа интоксикација организма, дијареја и специфична лезија слузокоже дебелог црева. То је једна од најчешћих акутних цревних болести на свету. Дизентерија је од давнина позната под називом „крвави пролив“, али се испоставило да је њена природа другачија. Године 1875, руски научник Ф.А. Леш је изоловао амебу Entamoeba histolytica од пацијента са крвавим проливом, у наредних 15 година утврђена је независност ове болести, за коју је остао назив амебијаза.

Узрочници саме дизентерије су велика група биолошки сличних бактерија, уједињених у род Shigella. Узрочника су први пут открили 1888. године А. Шантемес и Ф. Видал; 1891. године га је описао А.В. Григорјев, а 1898. године К. Шига је, користећи серум добијен од пацијента, идентификовао узрочника код 34 пацијента са дизентеријом, коначно доказавши етиолошку улогу ове бактерије. Међутим, у наредним годинама откривени су и други узрочници дизентерије: 1900. године - С. Флекснер, 1915. године - К. Соне, 1917. године - К. Штуцер и К. Шмиц, 1932. године - Ј. Бојд, 1934. године - Д. Ларџ, 1943. године - А. Сакс.

Тренутно, род Shigella обухвата више од 40 серотипова. Сви они су кратки, непокретни, грам-негативни штапићи који не формирају споре или капсуле и добро расту на обичним хранљивим медијумима, не расту на медијуму за гладовање са цитратом или малонатом као јединим извором угљеника; не формирају H2S, немају уреазу; Вогес-Проскауерова реакција је негативна; ферментишу глукозу и неке друге угљене хидрате да би формирали киселину без гаса (осим неких биотипова Shigella flexneri: S. manchester и S. newcastle); по правилу, не ферментишу лактозу (осим Shigella Sonnei), адонитол, салицин и инозитол, не растварају желатин, обично формирају каталазу, немају лизин декарбоксилазу и фенилаланин деаминазу. Садржај G + C у ДНК је 49-53 мол %. Шигеле су факултативни анаероби, оптимална температура за раст је 37 °C, не расту на температурама изнад 45 °C, оптимални pH медијума је 6,7-7,2. Колоније на густим медијумима су округле, конвексне, провидне, у случају дисоцијације формирају се храпаве колоније R-облика. Раст на MPB је у облику униформне замућености, храпави облици формирају талог. Свеже изоловане културе Shigella Sonnei обично формирају колоније два типа: мале округле конвексне (фаза I), велике равне (фаза II). Природа колоније зависи од присуства (фаза I) или одсуства (фаза II) плазмида са mm 120 MD, што такође одређује вируленцију Shigella Sonnei.

Међународна класификација шигела заснива се на њиховим биохемијским карактеристикама (манитол-неферментирајуће, манитол-ферментирајуће, споро лактозу-ферментирајуће шигеле) и карактеристикама њихове антигенске структуре.

Шигеле имају О-антигене различите специфичности: заједничке за породицу Enterobacteriaceae, генеричке, специфичне за врсту, групу и тип, као и К-антигене; немају Х-антигене.

Класификација узима у обзир само групне и типско-специфичне О-антигене. Према овим карактеристикама, род Shigella је подељен на 4 подгрупе, односно 4 врсте, и обухвата 44 серотипа. Подгрупа А (врста Shigella dysenteriae) обухвата шигеле које не ферментишу манитол. Врста обухвата 12 серотипова (1-12). Сваки серотип има свој специфични типски антиген; антигенске везе између серотипова, као и са другим врстама шигела, су слабо изражене. Подгрупа Б (врста Shigella flexneri) обухвата шигеле које обично ферментишу манитол. Шигеле ове врсте су серолошки повезане једна са другом: садрже типско-специфичне антигене (I-VI), по којима се деле на серотипове (1-6/') и групне антигене, који се налазе у различитим саставима у сваком серотипу и по којима се серотипови деле на подсеротипове. Поред тога, ова врста укључује две антигенске варијанте - X и Y, које немају типске антигене, разликују се по скуповима групних антигена. Серотип S.flexneri 6 нема подсеротипове, али је подељен на 3 биохемијска типа по карактеристикама ферментације глукозе, манитола и дулцитола.

Липополисахаридни антиген О код свих Shigella flexneri садржи групни антиген 3, 4 као главну примарну структуру, његову синтезу контролише хромозомски ген локализован близу his-локуса. Типски специфични антигени I, II, IV, V и групни антигени 6, 7, 8 резултат су модификације антигена 3, 4 (гликозилација или ацетилација) и одређени су генима одговарајућих конвертујућих профага, чије се место интеграције налази у lac-pro региону Shigella хромозома.

Нови подсеротип S.flexneri 4 (IV:7, 8), који се појавио у земљи 1980-их и постао широко распрострањен, разликује се од подсеротипова 4a (IV;3,4) и 4b (IV:3, 4, 6), а настао је из варијанте S.flexneri Y (IV:3, 4) као резултат њене лизогенизације претварањем профага IV и 7, 8.

Подгрупа C (врста Shigella boydix) обухвата шигеле које обично ферментишу манитол. Чланови групе се серолошки разликују једни од других. Антигенске везе унутар врсте су слабе. Врста обухвата 18 серотипова (1-18), сваки са својим главним типом антигена.

Подгрупа D (врсте Shigella sonnei) обухвата шигеле које обично ферментишу манитол и способне су да споро (након 24 сата инкубације и касније) ферментишу лактозу и сахарозу. Врста S. sonnei укључује један серотип, али колоније фаза I и II имају своје типски специфичне антигене. Предложене су две методе за интраспецифичну класификацију Shigella sonnei:

• подела на 14 биохемијских типова и подтипова према њиховој способности да ферментишу малтозу, рамнозу и ксилозу;
• подела на типове фага на основу осетљивости на скуп одговарајућих фага.

Ове методе типизације су углавном од епидемиолошког значаја. Поред тога, Shigella Sonnei и Shigella Flexneri се типизирају у исту сврху на основу њихове способности да синтетишу специфичне колицине (генотипизација колицина) и на основу њихове осетљивости на познате колицине (колицинотипизација). Да би се одредила врста колицина које производи Shigella, J. Abbott и R. Shannon су предложили скупове типичних и индикаторских сојева Shigella, а за одређивање осетљивости Shigella на познате типове колицина користи се Сет референтних колициногених сојева P. Frederick-а.

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

Отпорност на шигелу

Шигеле имају прилично високу отпорност на факторе околине. Преживљавају на памучној тканини и папиру 0-36 дана, у осушеном измету - до 4-5 месеци, у земљишту - до 3-4 месеца, у води - од 0,5 до 3 месеца, на воћу и поврћу - до 2 недеље, у млеку и млечним производима - до неколико недеља; на температури од 60°C угину за 15-20 минута. Осетљиве су на растворе хлорамина, активни хлор и друга дезинфекциона средства.

Фактори патогености шигеле

Најважније биолошко својство шигела, које одређује њихову патогеност, јесте способност продирања у епителне ћелије, размножавања у њима и изазивања њихове смрти. Овај ефекат се може детектовати помоћу кератокоњунктивалног теста (уношење једне петље културе шигела (2-3 милијарде бактерија) испод доњег капка заморца изазива развој серозно-гнојног кератокоњунктивитиса), као и инфекцијом ћелијских култура (цитотоксични ефекат) или пилећих ембриона (њихова смрт), или интраназално белих мишева (развој упале плућа). Главни фактори патогености шигела могу се поделити у три групе:

• фактори који одређују интеракцију са епителом слузокоже;
• фактори који обезбеђују отпорност на хуморалне и ћелијске одбрамбене механизме макроорганизма и способност шигеле да се размножава у његовим ћелијама;
• способност производње токсина и токсичних производа који изазивају развој самог патолошког процеса.

Прва група обухвата факторе адхезије и колонизације: њихову улогу играју пилуси, протеини спољашње мембране и ЛПС. Адхезију и колонизацију подстичу ензими који уништавају слуз - неураминидаза, хијалуронидаза, муциназа. Друга група обухвата факторе инвазије који подстичу продор шигела у ентероците и њихову репродукцију у њима и у макрофагима уз истовремену манифестацију цитотоксичног и/или ентеротоксичног ефекта. Ова својства контролишу гени плазмида са mm 140 MD (кодира синтезу протеина спољашње мембране који изазивају инвазију) и хромозомски гени шигела: kcr A (изазива кератокоњунктивитис), cyt (одговоран за уништавање ћелија), као и други гени који још нису идентификовани. Заштиту шигела од фагоцитозе обезбеђује површински К-антиген, антигени 3,4 и липополисахарид. Поред тога, липид А ендотоксина шигела има имуносупресивно дејство: сузбија активност ћелија имуне меморије.

Трећа група фактора патогености обухвата ендотоксин и две врсте егзотоксина које се налазе код шигела - Шига и Шига-слични егзотоксини (SLT-I и SLT-II), чија су цитотоксична својства најизраженија код S. dysenteriae. Шига и Шига-слични токсини пронађени су и код других серотипова S. dysenteriae; производе их и S. flexneri, S. sonnei, S. boydii, EHEC и неке салмонеле. Синтезу ових токсина контролишу tox гени конвертујућих фага. Ентеротоксини LT типа пронађени су код Shigella flexneri, sonnei и boydii. Синтезу LT код њих контролишу плазмидни гени. Ентеротоксин стимулише активност аденилат циклазе и одговоран је за развој дијареје. Шига токсин, или неуротоксин, не реагује са системом аденилат циклазе, већ има директно цитотоксично дејство. Шига и Шига-слични токсини (SLT-I и SLT-II) имају молекулску тежину од 70 kDa и састоје се од подјединица А и Б (последња од 5 идентичних малих подјединица). Рецептор за токсине је гликолипид ћелијске мембране. Вируленција Shigella sonnei такође зависи од плазмида са молекулском тежином од 120 MDa. Он контролише синтезу око 40 полипептида спољашње мембране, од којих је седам повезано са вируленцијом. Shigella sonnei са овим плазмидом формира колоније фазе I и вирулентне су. Културе које су изгубиле плазмид формирају колоније фазе II и лишене су вируленције. Плазмиди са молекулском тежином од 120-140 MDa пронађени су код Shigella flexneri и Boyd. Липополисахарид Shigella је јак ендотоксин.

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

Пост-инфективни имунитет

Како су показала запажања на мајмунима, након дизентерије остаје јак и прилично дуготрајан имунитет. Узрокован је антимикробним антителима, антитоксинима, повећаном активношћу макрофага и Т-лимфоцита. Локални имунитет цревне слузокоже, посредован IgA, игра значајну улогу. Међутим, имунитет је типоспецифичан, и не јавља се јак унакрсни имунитет.

Епидемиологија дизентерије

Извор инфекције је само човек. Ниједна животиња у природи не пати од дизентерије. У експерименталним условима, дизентерија се може репродуковати само код мајмуна. Начин инфекције је фекално-орални. Путеви преношења су вода (претежно за Shigella flexneri), храна, при чему млеко и млечни производи играју посебно важну улогу (претежно за Shigella sonnei), и контактно-кућни, посебно за врсту S. dysenteriae.

Карактеристика епидемиологије дизентерије је промена видовског састава патогена, као и Сонеових биотипова и Флекснерових серотипова у одређеним регионима. На пример, до краја 1930-их, S. dysenteriae 1 је чинио 30-40% свих случајева дизентерије, а затим је овај серотип почео да се јавља све ређе и готово је нестао. Међутим, 1960-1980-их, S. dysenteriae се поново појавила на историјској арени и изазвала низ епидемија које су довеле до формирања три хиперендемска жаришта исте - у Централној Америци, Централној Африци и Јужној Азији (Индија, Пакистан, Бангладеш и друге земље). Разлози за промену видовског састава патогена дизентерије вероватно су повезани са променама колективног имунитета и променама својстава бактерија дизентерије. Посебно, повратак S. dysenteriae 1 и његова широка распрострањеност, што је изазвало формирање хиперендемских жаришта дизентерије, повезано је са његовим стицањем плазмида који су изазвали вишеструку резистенцију на лекове и повећану вируленцију.

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

Симптоми дизентерије

Инкубациони период дизентерије је 2-5 дана, понекад и мање од једног дана. Формирање инфективног жаришта у слузокожи силазног колона (сигмоидног и ректумског), где продире узрочник дизентерије, је циклично: адхезија, колонизација, продор шигела у цитоплазму ентероцита, њихово интрацелуларно размножавање, уништавање и одбацивање епителних ћелија, ослобађање патогена у лумен црева; након овога почиње други циклус - адхезија, колонизација итд. Интензитет циклуса зависи од концентрације патогена у паријеталном слоју слузокоже. Као резултат поновљених циклуса, инфламаторно жариште расте, настали чиреви, спајајући се, повећавају огољеност цревног зида, услед чега се у столици појављују крв, мукопурулентни грудвици, полиморфонуклеарни леукоцити. Цитотоксини (СЛТ-I и СЛТ-II) изазивају уништавање ћелија, ентеротоксин - дијареју, ендотоксини - општу интоксикацију. Клиничку слику дизентерије у великој мери одређује врста егзотоксина које производи патоген, степен његовог алергеног дејства и имуни статус организма. Међутим, многа питања патогенезе дизентерије остају нејасна, посебно: карактеристике тока дизентерије код деце прве две године живота, разлози за прелазак акутне дизентерије у хроничну, значај сензибилизације, механизам локалног имунитета цревне слузокоже итд. Најтипичније клиничке манифестације дизентерије су дијареја, чести позиви за столицу: у тешким случајевима до 50 или више пута дневно, тенезми (болни грчеви ректума) и општа интоксикација. Природа столице одређује се степеном оштећења дебелог црева. Најтежи облик дизентерије изазива S. dysenteriae 1, најблажи је Сонеова дизентерија.

Лабораторијска дијагностика дизентерије

Главна метода је бактериолошка. Материјал за проучавање је фецес. Шема за изоловање патогена: сетва на диференцијално дијагностичке Ендо и Плоскиревљеве подлоге (паралелно на подлогу за обогаћивање са накнадном сетвом на Ендо, Плоскиревљеве подлоге) ради изолације изолованих колонија, добијање чисте културе, проучавање њених биохемијских својстава и, узимајући у обзир потоње, идентификација помоћу поливалентних и моновалентних дијагностичких аглутинирајућих серума. Производе се следећи комерцијални серуми.

За шигеле које не ферментишу манитол:

• на S. dysenteriae 1 и 2 (поливалентне и моновалентне),
• на S. dysenteriae 3-7 (поливалентне и моновалентне),
• на S. dysenteriae 8-12 (поливалентан и моновалент).

На манитол који ферментише Шигеле: на типичне антигене S. flexneri I, II, III, IV, V, VI, на групне антигене S. flexneri 3, 4, 6,7,8 - поливалентне, на антигене S. boydii 1-18 (поливалентне и моновалентне), на антигене S. sonnei фазе I, фазе II, на антигене S. flexneri I-VI + S. sonnei - поливалентне.

За брзу идентификацију шигела, препоручује се следећа метода: сумњива колонија (лактозо-негативна на Ендо медијуму) се поново засејава на TSI (троструки шећерни гвожђе) медијум - агар са три шећера (глукоза, лактоза, сахароза) са гвожђем да би се одредила производња H2S; или на медијум који садржи глукозу, лактозу, сахарозу, гвожђе и уреу.

Било који организам који разграђује уреу након 4 до 6 сати инкубације је вероватно Proteus организам и може се искључити. Организам који производи H₂S или има уреазу или производи киселину на косини (ферментише лактозу или сахарозу) може се искључити, иако сојеве који производе H₂S треба испитати као могуће чланове рода Salmonella. У свим осталим случајевима, културу узгајану на овим медијумима треба испитати и, ако ферментише глукозу (промена боје у колони), изоловати је у чистом облику. Истовремено, може се испитати у тесту аглутинације на плочи са одговарајућим антисерумима за род Shigella. Ако је потребно, спроводе се и други биохемијски тестови како би се потврдила припадност роду Shigella, а проучава се и покретљивост.

За детекцију антигена у крви (укључујући и у ЦИК-у), урину и фецесу могу се користити следеће методе: РПГА, РСК, реакција коаглутинације (у урину и фецесу), ИФМ, РАГА (у крвном серуму). Ове методе су веома ефикасне, специфичне и погодне за рану дијагностику.

За серолошку дијагностику могу се користити: РПГА са одговарајућим еритроцитним дијагностикумима, имунофлуоресцентна метода (у индиректној модификацији), Кумбсова метода (одређивање титра непотпуних антитела). Алергијски тест са дизентерином (раствор протеинских фракција шигела флекснери и сонеи) такође је од дијагностичке вредности. Реакција се узима у обзир након 24 сата. Сматра се позитивном у присуству хиперемије и инфилтрата пречника 10-20 мм.

Лечење дизентерије

Главна пажња се посвећује обнављању нормалног метаболизма воде и соли, рационалној исхрани, детоксикацији, рационалној антибиотској терапији (узимајући у обзир осетљивост патогена на антибиотике). Добар ефекат даје рана употреба поливалентног дизентеријског бактериофага, посебно таблета са пектинском облогом, која штити фаг од дејства желудачног сока HCl; у танком цреву се пектин раствара, фаги се ослобађају и показују своје дејство. У профилактичке сврхе, фаг треба давати најмање једном у три дана (период његовог преживљавања у цревима).

Специфична превенција дизентерије

За стварање вештачког имунитета против дизентерије коришћене су разне вакцине: од убијених бактерија, хемијске, алкохолне, али су се све показале неефикасним и обустављене су. Вакцине против Флекснерове дизентерије створене су од живих (мутантних, зависних од стрептомицина) Shigella Flexneri; рибозомалне вакцине, али ни оне нису нашле широку примену. Стога, проблем специфичне превенције дизентерије остаје нерешен. Главни начин борбе против дизентерије је побољшање система водоснабдевања и канализације, обезбеђивање строгих санитарно-хигијенских услова у прехрамбеним предузећима, посебно у млечној индустрији, у дечјим установама, јавним местима и у одржавању личне хигијене.