Shigellae

Dizenterija yra infekcinė liga, kuriai būdingas bendras organizmo apsinuodijimas, viduriavimas ir specifinis storosios žarnos gleivinės pažeidimas. Tai viena iš labiausiai paplitusių ūminių žarnyno ligų pasaulyje. Dizenterija nuo senų laikų buvo žinoma kaip „kruvinas viduriavimas“, tačiau jos pobūdis pasirodė esąs kitoks. 1875 m. rusų mokslininkas F. A. Lešas iš paciento, sergančio kruvinu viduriavimu, išskyrė amebą Entamoeba histolytica, per ateinančius 15 metų buvo nustatytas šios ligos savarankiškumas, kuriam išliko amebiazės pavadinimas.

Pačios dizenterijos sukėlėjai yra didelė biologiškai panašių bakterijų grupė, sujungta į Shigella gentį. Sukėlėją pirmą kartą 1888 m. atrado A. Chantemes ir F. Vidal; 1891 m. jį aprašė A. V. Grigorjevas, o 1898 m. K. Shiga, naudodamas iš paciento gautą serumą, nustatė sukėlėją 34 dizenterija sergantiems pacientams, galutinai įrodydamas šios bakterijos etiologinį vaidmenį. Tačiau vėlesniais metais buvo atrasti ir kiti dizenterijos sukėlėjai: 1900 m. - S. Flexner, 1915 m. - K. Sonne, 1917 m. - K. Stutzer ir K. Schmitz, 1932 m. - J. Boyd, 1934 m. - D. Large, 1943 m. - A. Sax.

Šiuo metu Shigella genčiai priklauso daugiau nei 40 serotipų. Visi jie yra trumpi, nejudrūs, gramneigiami lazdelės, kurios nesudaro sporų ar kapsulių ir gerai auga įprastose maitinamosiose terpėse, neauga badavimo terpėje, kurioje vienintelis anglies šaltinis yra citratas arba malonatas; nesudaro H2S, neturi ureazės; Voges-Proskauer reakcija yra neigiama; jos fermentuoja gliukozę ir kai kuriuos kitus angliavandenius, sudarydamos rūgštį be dujų (išskyrus kai kuriuos Shigella flexneri biotipus: S. manchester ir S. newcastle); paprastai jos nefermentuoja laktozės (išskyrus Shigella Sonnei), adonitolio, salicino ir inozitolio, nesklaidina želatinos, paprastai sudaro katalazę, neturi lizino dekarboksilazės ir fenilalanino deaminazės. G + C kiekis DNR yra 49–53 mol. Šigelos yra fakultatyvūs anaerobai, optimali augimo temperatūra yra 37 °C, jos neauga aukštesnėje nei 45 °C temperatūroje, optimalus terpės pH yra 6,7–7,2. Tankioje terpėje kolonijos yra apvalios, išgaubtos, permatomos, disociacijos atveju susidaro šiurkščios R formos kolonijos. MPB terpėje augimas vyksta vienodo drumstumo pavidalu, šiurkščios formos sudaro nuosėdas. Šviežiai išskirtos Shigella Sonnei kultūros paprastai sudaro dviejų tipų kolonijas: mažas apvalias išgaubtas (I fazė), dideles plokščias (II fazė). Kolonijos pobūdis priklauso nuo plazmidės, kurios MD yra mm 120, buvimo (I fazė) arba nebuvimo (II fazė), o tai taip pat lemia Shigella Sonnei virulentiškumą.

Tarptautinė šigelių klasifikacija pagrįsta jų biocheminėmis savybėmis (manitolio nefermentuojančios, manitolio fermentuojančios, lėtai laktozės fermentuojančios šigelės) ir jų antigeninės struktūros ypatybėmis.

Šigelos turi įvairaus specifiškumo O antigenus: bendrus Enterobacteriaceae šeimai, generinius, rūšiai, grupei ir tipui būdingus, taip pat K antigenus; jos neturi H antigenų.

Klasifikacija atsižvelgia tik į grupei ir tipui būdingus O-antigenus. Pagal šiuos požymius Shigella gentis skirstoma į 4 pogrupius arba 4 rūšis ir apima 44 serotipus. A pogrupiui (rūšis Shigella dysenteriae) priklauso šigelės, kurios nefermentuoja manitolio. Šiai rūšiai priklauso 12 serotipų (1–12). Kiekvienas serotipas turi savo specifinį tipo antigeną; antigeniniai ryšiai tarp serotipų, taip pat ir su kitomis šigelių rūšimis, yra silpnai išreikšti. B pogrupiui (rūšis Shigella flexneri) priklauso šigelės, kurios paprastai fermentuoja manitolį. Šios rūšies šigelos yra serologiškai susijusios viena su kita: jose yra tipui būdingų antigenų (I-VI), pagal kuriuos jos skirstomos į serotipus (1-6/'), ir grupinių antigenų, kurie kiekviename serotipe randami skirtingomis sudėtimis ir pagal kuriuos serotipai skirstomi į subserotipus. Be to, ši rūšis apima du antigeninius variantus – X ir Y, kurie neturi tipo antigenų, jie skiriasi grupinių antigenų rinkiniais. S.flexneri 6 serotipas neturi subserotipų, tačiau pagal gliukozės, manitolio ir dulcitolio fermentacijos ypatybes yra skirstomas į 3 biocheminius tipus.

Visų Shigella flexneri lipopolisacharido antigenas O turi grupinį antigeną 3, 4 kaip pagrindinę pirminę struktūrą, kurio sintezę kontroliuoja chromosomų genas, lokalizuotas netoli his lokuso. Tipui būdingi antigenai I, II, IV, V ir grupiniai antigenai 6, 7, 8 yra antigenų 3, 4 modifikacijos (glikozilinimo arba acetilinimo) rezultatas ir yra nustatomi atitinkamų konvertuojančių profagų genų, kurių integracijos vieta yra Shigella chromosomos lac-pro srityje.

Naujasis S.flexneri 4 (IV:7, 8) subserotipas, kuris šalyje pasirodė devintajame dešimtmetyje ir išplito plačiai, skiriasi nuo 4a (IV;3,4) ir 4b (IV:3, 4, 6) subserotipų ir atsirado iš S.flexneri Y (IV:3, 4) varianto dėl jo lizogenizacijos, konvertuojant profagus IV ir 7, 8.

C pogrupiui (Shigella boydix rūšys) priklauso šigelės, kurios paprastai fermentuoja manitolį. Šios grupės nariai serologiškai skiriasi vienas nuo kito. Antigeniniai ryšiai rūšies viduje yra silpni. Rūšiai priklauso 18 serotipų (1–18), kurių kiekvienas turi savo pagrindinį antigeno tipą.

D pogrupiui (Shigella sonnei rūšys) priklauso šigelos, kurios paprastai fermentuoja manitolį ir gali lėtai (po 24 valandų inkubacijos ir vėliau) fermentuoti laktozę ir sacharozę. S. sonnei rūšiai priklauso vienas serotipas, tačiau I ir II fazių kolonijos turi savo tipui būdingus antigenus. Shigella sonnei vidurūšinei klasifikacijai pasiūlyti du metodai:

• suskirstant juos į 14 biocheminių tipų ir potipių pagal jų gebėjimą fermentuoti maltozę, ramnozę ir ksilozę;
• skirstymas į fagų tipus pagal jautrumą atitinkamų fagų rinkiniui.

Šie tipizavimo metodai daugiausia yra epidemiologinės reikšmės. Be to, Shigella Sonnei ir Shigella Flexneri tipizuojami tuo pačiu tikslu pagal jų gebėjimą sintetinti specifinius kolicinus (kolicino genotipavimas) ir pagal jų jautrumą žinomiems kolicinams (kolicinotipavimas). Norint nustatyti Shigella gaminamų kolicinų tipą, J. Abbott ir R. Shannon pasiūlė tipinių ir indikatorinių Shigella padermių rinkinius, o Shigella jautrumui žinomiems kolicinų tipams nustatyti naudojamas P. Frederick etaloninių kolicinogeninių padermių rinkinys.

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

Atsparumas šigelėms

Šigelos yra gana atsparios aplinkos veiksniams. Ant medvilninio audinio ir popieriaus jos išgyvena 0–36 dienas, džiovintose išmatose – iki 4–5 mėnesių, dirvožemyje – iki 3–4 mėnesių, vandenyje – nuo 0,5 iki 3 mėnesių, ant vaisių ir daržovių – iki 2 savaičių, piene ir pieno produktuose – iki kelių savaičių; 60 °C temperatūroje žūsta per 15–20 minučių. Jos jautrios chloramino tirpalams, aktyviajam chlorui ir kitiems dezinfekavimo priemonėms.

Šigelių patogeniškumo veiksniai

Svarbiausia šigelių biologinė savybė, lemianti jų patogeniškumą, yra gebėjimas prasiskverbti į epitelio ląsteles, jose daugintis ir sukelti jų žūtį. Šį poveikį galima nustatyti atliekant keratokonjunktyvinį testą (vienos šigelių kultūros kilpos (2–3 milijardai bakterijų) įvedimas po jūrų kiaulytės apatiniu voku sukelia serozinio-pūlingo keratokonjunktyvito vystymąsi), taip pat užkrečiant ląstelių kultūras (citotoksinis poveikis) arba vištų embrionus (jų žūtis), arba intranazaliai baltas peles (pneumonijos išsivystymas). Pagrindinius šigelių patogeniškumo veiksnius galima suskirstyti į tris grupes:

• veiksniai, lemiantys sąveiką su gleivinės epiteliu;
• veiksniai, užtikrinantys atsparumą makroorganizmo humoraliniams ir ląsteliniams gynybos mechanizmams ir šigelų gebėjimą daugintis savo ląstelėse;
• gebėjimas gaminti toksinus ir toksiškus produktus, kurie sukelia paties patologinio proceso vystymąsi.

Pirmajai grupei priklauso adhezijos ir kolonizacijos faktoriai: jų vaidmenį atlieka piliai, išorinės membranos baltymai ir LPS. Adheziją ir kolonizaciją skatina gleives naikinantys fermentai – neuraminidazė, hialuronidazė, mucinazė. Antrajai grupei priklauso invazijos faktoriai, kurie skatina šigelių prasiskverbimą į enterocitus ir jų dauginimąsi juose bei makrofaguose, tuo pačiu metu pasireiškiant citotoksiniam ir (arba) enterotoksiniam poveikiui. Šias savybes kontroliuoja plazmidės su mm 140 MD genai (ji koduoja išorinės membranos baltymų, sukeliančių invaziją, sintezę) ir šigelių chromosomų genai: kcr A (sukelia keratokonjunktyvitą), cyt (atsakingas už ląstelių irimą), taip pat kiti dar neidentifikuoti genai. Šigelių apsaugą nuo fagocitozės užtikrina paviršiaus K-antigenas, antigenai 3,4 ir lipopolisacharidas. Be to, šigelių endotoksino lipidas A turi imunosupresinį poveikį: slopina imuninės atminties ląstelių aktyvumą.

Trečiajai patogeniškumo veiksnių grupei priklauso endotoksinas ir dviejų tipų egzotoksinai, randami Shigella bakterijose – Shiga ir Shiga tipo egzotoksinai (SLT-I ir SLT-II), kurių citotoksinės savybės ryškiausios S. dysenteriae. Shiga ir Shiga tipo toksinai taip pat aptikti kituose S. dysenteriae serotipuose; juos taip pat gamina S. flexneri, S. sonnei, S. boydii, EHEC ir kai kurios salmonelės. Šių toksinų sintezę kontroliuoja konvertuojančių fagų tox genai. LT tipo enterotoksinai aptikti Shigella flexneri, sonnei ir boydii bakterijose. LT sintezę jose kontroliuoja plazmidžių genai. Enterotoksinas stimuliuoja adenilato ciklazės aktyvumą ir yra atsakingas už viduriavimo atsiradimą. Shiga toksinas, arba neurotoksinas, nereaguoja su adenilato ciklazės sistema, tačiau turi tiesioginį citotoksinį poveikį. Šiga ir į Šigą panašūs toksinai (SLT-I ir SLT-II) turi 70 kDa molekulinę masę ir susideda iš A ir B subvienetų (pastarasis iš 5 identiškų mažų subvienetų). Toksinų receptorius yra ląstelės membranos glikolipidas. Shigella sonnei virulentiškumas taip pat priklauso nuo plazmidės, kurios molekulinė masė yra 120 MDa. Ji kontroliuoja maždaug 40 išorinės membranos polipeptidų sintezę, iš kurių septyni yra susiję su virulentiškumu. Šigella sonnei su šia plazmide sudaro I fazės kolonijas ir yra virulentiškos. Kultūros, kurios prarado plazmidę, sudaro II fazės kolonijas ir neturi virulentiškumo. Shigella flexneri ir Boyd rastos plazmidės, kurių molekulinė masė yra 120–140 MDa. Šigella lipopolisacharidas yra stiprus endotoksinas.

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

Poinfekcinis imunitetas

Stebėjimai su beždžionėmis parodė, kad po dizenterijos išlieka stiprus ir gana ilgalaikis imunitetas. Jį sukelia antimikrobiniai antikūnai, antitoksinai, padidėjęs makrofagų ir T limfocitų aktyvumas. Svarbų vaidmenį atlieka vietinis žarnyno gleivinės imunitetas, kurį sukelia IgA. Tačiau imunitetas yra specifinis tipui, ir stiprus kryžminis imunitetas nepasireiškia.

Dizenterijos epidemiologija

Infekcijos šaltinis yra tik žmonės. Gamtoje gyvūnai dizenterija neserga. Eksperimentinėmis sąlygomis dizenterija gali užsikrėsti tik beždžionės. Užsikrėtimo būdas yra fekalinis-oralinis. Perdavimo keliai yra vanduo (vyraujanti Shigella flexneri), maistas, ypač svarbus pienas ir pieno produktai (vyraujantis Shigella sonnei užsikrėtimo kelias), ir kontaktinis-buitinis, ypač S. dysenteriae rūšies atveju.

Dizenterijos epidemiologijos bruožas yra patogenų rūšinės sudėties, taip pat Sonne biotipų ir Fleksnerio serotipų pokyčiai tam tikruose regionuose. Pavyzdžiui, iki XX a. 4-ojo dešimtmečio pabaigos S. dysenteriae 1 sudarė 30–40 % visų dizenterijos atvejų, o vėliau šis serotipas ėmė pasitaikyti vis rečiau ir beveik išnyko. Tačiau septintajame–devintajame dešimtmetyje S. dysenteriae vėl pasirodė istorinėje arenoje ir sukėlė epidemijų seriją, dėl kurios susiformavo trys hiperendeminiai jos židiniai – Centrinėje Amerikoje, Centrinėje Afrikoje ir Pietų Azijoje (Indijoje, Pakistane, Bangladeše ir kitose šalyse). Dizenterijos patogenų rūšinės sudėties pokyčių priežastys greičiausiai susijusios su kolektyvinio imuniteto pokyčiais ir dizenterijos bakterijų savybių pokyčiais. Visų pirma, S. dysenteriae 1 sugrįžimas ir platus paplitimas, sukėlęs hiperendeminių dizenterijos židinių susidarymą, yra susijęs su plazmidžių, kurios sukėlė atsparumą daugeliui vaistų ir padidino virulentiškumą, įgijimu.

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

Dizenterijos simptomai

Dizenterijos inkubacinis periodas yra 2–5 dienos, kartais mažiau nei para. Infekcinio židinio susidarymas besileidžiančiosios gaubtinės žarnos (riestinės ir tiesiosios žarnos) gleivinėje, kur prasiskverbia dizenterijos sukėlėjas, yra cikliškas: sukibimas, kolonizacija, šigelių prasiskverbimas į enterocitų citoplazmą, jų tarpląstelinė dauginimasis, epitelio ląstelių irimas ir atmetimas, patogenų išsiskyrimas į žarnyno spindį; po to prasideda kitas ciklas – sukibimas, kolonizacija ir kt. Ciklų intensyvumas priklauso nuo patogenų koncentracijos parietaliniame gleivinės sluoksnyje. Dėl pasikartojančių ciklų uždegiminis židinys didėja, susidariusios opos, susijungdamos, padidina žarnyno sienelės atodangą, dėl ko išmatose atsiranda kraujo, pūlingų gumulų, polimorfonuklearinių leukocitų. Citotoksinai (SLT-I ir SLT-II) sukelia ląstelių irimą, enterotoksinas – viduriavimą, endotoksinai – bendrą intoksikaciją. Klinikinį dizenterijos vaizdą daugiausia lemia patogeno gaminamų egzotoksinų tipas, jo alergeninio poveikio laipsnis ir organizmo imuninė būklė. Tačiau daugelis dizenterijos patogenezės klausimų lieka neaiškūs, ypač: dizenterijos eigos ypatumai pirmųjų dvejų gyvenimo metų vaikams, ūminės dizenterijos perėjimo į lėtinę priežastys, sensibilizacijos svarba, žarnyno gleivinės vietinio imuniteto mechanizmas ir kt. Būdingiausios dizenterijos klinikinės apraiškos yra viduriavimas, dažni norai tuštintis: sunkiais atvejais iki 50 ar daugiau kartų per dieną, tenezmai (skausmingi tiesiosios žarnos spazmai) ir bendra intoksikacija. Išmatų pobūdį lemia storosios žarnos pažeidimo laipsnis. Sunkiausią dizenterijos formą sukelia S. dysenteriae 1, lengviausia – Sonne dizenterija.

Dizenterijos laboratorinė diagnostika

Pagrindinis metodas yra bakteriologinis. Tyrimo medžiaga yra išmatos. Patogeno išskyrimo schema: sėjimas į diferencinę diagnostinę Endo ir Ploskirev terpę (lygiagrečiai į sodrinimo terpę ir vėlesnis sėjimas į Endo, Ploskirev terpę), siekiant išskirti izoliuotas kolonijas, gauti gryną kultūrą, ištirti jos biochemines savybes ir, atsižvelgiant į pastarąją, identifikuoti naudojant polivalentinius ir monovalentinius diagnostinius agliutinuojančius serumus. Gaminami šie komerciniai serumai.

Šigelėms, kurios nefermentuoja manitolio:

• į S. dysenteriae 1 ir 2 (polivalentę ir monovalentę),
• į S. dysenteriae 3-7 (polivalentę ir monovalentę),
• į S. dysenteriae 8-12 (polivalentę ir monovalentę).

Į Shigella fermentuojantį manitolį: į tipinius S. flexneri I, II, III, IV, V, VI antigenus, į S. flexneri 3, 4, 6, 7, 8 grupių antigenus (polivalenčius), į S. boydii 1-18 antigenus (polivalenčius ir monovalentus), į S. sonnei I, II fazės antigenus, į S. flexneri I-VI + S. sonnei antigenus (polivalenčius).

Greitam Shigella identifikavimui rekomenduojamas toks metodas: įtartina kolonija (laktozės neigiama Endo terpėje) persėjama ant TSI (trigubo cukraus geležies) terpės – trijų cukrų agaro (gliukozės, laktozės, sacharozės) su geležimi, siekiant nustatyti H2S gamybą; arba ant terpės, kurioje yra gliukozės, laktozės, sacharozės, geležies ir šlapalo.

Bet kuris organizmas, kuris skaido šlapalą po 4–6 valandų inkubacijos, greičiausiai yra Proteus organizmas ir jį galima atmesti. Organizmą, kuris gamina H,S, turi ureazę arba gamina rūgštį ant nuožulniosios terpės (fermentuoja laktozę arba sacharozę), galima atmesti, nors padermės, gaminančios H2S, turėtų būti tiriamos kaip galimi Salmonella genties nariai. Visais kitais atvejais šiose terpėse auginamą kultūrą reikėtų ištirti ir, jei ji fermentuoja gliukozę (spalvos pasikeitimas kolonėlėje), išskirti gryna forma. Tuo pačiu metu ją galima ištirti atliekant agliutinacijos testą ant stiklelio su atitinkamais Shigella genties antikūnais. Prireikus atliekami kiti biocheminiai tyrimai, siekiant patvirtinti priklausymą Shigella genčiai, taip pat tiriamas judrumas.

Antigenams kraujyje (įskaitant CIC), šlapime ir išmatose nustatyti gali būti naudojami šie metodai: RPGA, RSK, koagliutinacijos reakcija (šlapime ir išmatose), IFM, RAGA (kraujo serume). Šie metodai yra labai veiksmingi, specifiški ir tinkami ankstyvai diagnostikai.

Serologinei diagnostikai gali būti naudojama: RPGA su atitinkamais eritrocitų diagnostikos metodais, imunofluorescencijos metodas (netiesioginė modifikacija), Kumbso metodas (nepilnų antikūnų titro nustatymas). Diagnostinę vertę turi ir alerginis testas su dizenterinu (shigella flexneri ir sonnei baltymų frakcijų tirpalu). Reakcija įvertinama po 24 valandų. Ji laikoma teigiama, kai yra hiperemija ir 10–20 mm skersmens infiltratas.

Dizenterijos gydymas

Pagrindinis dėmesys skiriamas normalios vandens ir druskų apykaitos atkūrimui, racionaliai mitybai, detoksikacijai, racionaliai antibiotikų terapijai (atsižvelgiant į sukėlėjo jautrumą antibiotikams). Gerą poveikį duoda ankstyvas polivalentinio dizenterijos bakteriofago vartojimas, ypač tabletės su pektino danga, kuri apsaugo fagą nuo HCl skrandžio sulčių poveikio; plonojoje žarnoje pektinas ištirpsta, fagai išsiskiria ir parodo savo poveikį. Profilaktiniais tikslais fagą reikia duoti bent kartą per tris dienas (jo išgyvenimo žarnyne laikotarpis).

Specifinė dizenterijos prevencija

Dirbtiniam imunitetui nuo dizenterijos sukurti buvo naudojamos įvairios vakcinos: iš užmuštų bakterijų, cheminės, alkoholio, tačiau visos jos pasirodė esančios neveiksmingos ir buvo nutrauktos. Vakcinos nuo Fleksnerio dizenterijos buvo sukurtos iš gyvų (mutuojančių, nuo streptomicino priklausomų) Shigella Flexneri; ribosominės vakcinos, tačiau jos taip pat nerado plataus pritaikymo. Todėl specifinės dizenterijos prevencijos problema lieka neišspręsta. Pagrindinis būdas kovoti su dizenterija – gerinti vandens tiekimo ir kanalizacijos sistemą, užtikrinti griežtas sanitarines ir higienines sąlygas maisto įmonėse, ypač pieno pramonėje, vaikų įstaigose, viešose vietose ir palaikant asmens higieną.