Что такое острова патогенности в геноме эшерихий

Генетическая регуляция факторов патогенности

Понятие и строение островков патогенности. Факторы адгезии и колонизации. Синтез антифагоцитарных и антикомплементарных веществ. Образование микроорганизмов, участвующих в пенетрации. Идентификация эпидемических штаммов. Расшифровка геномов бактерий.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://allbest.ru

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. И.М. Сеченова

Доклад на тему: «Генетическая регуляция факторов патогенности»

Выполнила: Петриченко М.С.,

студентка 34 группы

Проверил: Пашков Евгений

Участки ДНК, кодирующие факторы патогенности, отличаются от остальной части генома по ряду признаков. Это позволило выдвинуть концепцию о ведущей роли «островков» патогенности, а также систем секреции факторов патогенности в развитии инфекционного процесса.

«Островки патогенности» (ОП) представляют собой особую область ДНК, которая присутствует в геноме вирулентных штаммов микроба-патогена и отсутствует в авирулентных формах того же самого вида. Кодирующие гены ОП локализованы на плазмидах или интегрированы в бактериальную хромосому в составе профагов или других генетических элементов.

Впервые ОП были описаны в 1980 г. у уропатогенных E. coli (UPEC) Йоргом Хакером и его коллегами из Вирцбургского университета, Германия. Они разработали концепцию мозаичного строения генома бактериальных патогенов, который включает относительно древние и стабильные участки ДНК и разбросанные среди них островки патогенности, приобретенные путем горизонтальной передачи генов.

С тех пор островки патогенности были описаны у многих патогенных бактерий. У грамположительных микроорганизмов роль островков патогенности играют генетические кассеты или кластеры генов. Часто один и тот же микроорганизм обладает несколькими островками патогенности, выполняющими разные функции. Подавляющее большинство детерминант вирулентности не относится к жизненно важным для бактерий. Также вирулентность не является устойчивым признаком какого-либо вида. Например, токсинопродуцирующие штаммы коринебактерий, стафилококков, стрептококков, эшерихий и прочих микроорганизмов фенотипически не отличаются или практически не отличаются от авирулентных штаммов этих же видов.

В геноме иногда обнаруживаются элементы, структурно похожие на ОП, но лишенные генов патогенности. Эти элементы также нестабильны и называются «геномными» или «метаболическими островками».

ОП несет от одного до нескольких десятков генов, кодирующих факторы патогенности. ОП занимают относительно большую область генома. Их размер от 10 до 200 kb.

Детерминанты вирулентности, кодируемые ОП:

1. Факторы адгезии и колонизации Энтеропатогенные и энтерогеморрагические E.coli, вызывающие острые кишечные инфекции, имеют островок патогенности, кодирующий белок адгезии Tir. Tir-протеин встраивается в мембрану энтероцитов, взаимодействует с белком-интимином на поверхности энтеропатогенных и энтерогеморрагических E.coli, что приводит к адгезии возбудителей на энтероцитах.

2. Факторы инвазии. ОП сальмонелл и шигелл кодируют инвазины, впрыскиваемые в клетку-мишень, в результате чего происходит перестройка цитоскелета с образованием пальцевидных выпячиваний на поверхности кишечного эпителия, которые смыкаются вокруг патогена с формированием эндосомы.

4. Факторы, способствующие ускользанию от действия иммунной системы и внутриклеточной бактерицидности. Шигеллы и листерии, находясь внутри клетки-хозяина в фагосоме, лизируют фагосомальную мембрану и поступают в цитоплазму, где становятся недоступными разрушению. Salmonella typhimurium, Mycobacterium tuberculosis, Chlamydia spp., Legionella pneumophilia продуцируют белки, препятствующие слиянию лизосом с фагосомами, что предотвращает переваривание этих микроорганизмов. Белок SipB, кодируемый ОП-1 Salmonella spp., вызывает апоптоз макрофагов.

Таблица 3. ОП и кластеры патогенности грамположительных микроорганизмов

Токсин синдрома токсического шока (TSST-1)

Суперантиген, синдром токсического шока

Пенициллин связывающий белок PBP 2a

Листериолизин О, PlcA/B

Лизис фагоцитарной вакуоли

tcdA, tcdB, tcdC, tcdD tcdE

Приводят к антибиотикоассоциированной диареи и псевдомембранозному колиту

Антифагоцитарный белок и суперантиген, C5a пептидаза

ОТЛИЧИЯ ОТ ОСТАЛЬНОЙ ДНК

Участки генома с отличным содержанием G+C, чужеродные для нативного генома бактерий, могут иметь разные размеры и свободно перемещаться по геному бактерии или с помощью горизонтального переноса. Эти участки называются «гибкий генофонд» и включают мобильные (или условно мобильные) генетические элементы (IS-элементы, транспозоны, интегроны, плазмиды и профаги) и геномные острова.

ОП обычно локализованы в областях, смежных с tRNA-генами, что позволяет предположить об использования этих генов в качестве якоря для прикрепления чужеродной ДНК, попавшей в бактериальную клетку путем горизонтальной передачи. Далее фрагмент чужеродной ДНК, фиксированный на tRNA-гене, включается в реципиентный геном путем рекомбинации между tRNA-генами, характеризующимися высокой консервативностью для разных бактериальных видов.

Другие мобильные генетические элементы, похожие на интегразы, воздействуют на гены транспозонов. Они могут менять локализацию транспозонов в хромосоме, а иногда даже индуцировать перепрыгивание транспозона из хромосомы в плазмиду, и наоборот. Часто в ОП обнаруживаются инсерционные элементы, которые могут приводить к инактивации генов, а комбинации из двух и более таких элементов приводят к мобильности большей части ДНК. ОП могут также нести интегрированные плазмиды, конъюгативные транспозоны, бактериофаги или отдельные части этих элементов.

ОП отличаются нестабильностью и изменяются с более высокой частотой, чем нормальная степень частоты мутаций. Такие мутации обусловлены не изменениями индивидуальных генов вирулентности, а потерей больших участков ОП или даже целых ОП. Эти мутации могут наблюдаться в процессе культивирования патогенов in vitro, а также их обнаруживают в образцах, выделенных от больных, имеющих персистентную форму инфекции, т.е. in vivo. Генетическую нестабильность и мобильность ОП обусловливают также и те механизмы, которые играют ведущую роль в горизонтальной передаче генов, такие как интегразы, транспозазы и IS-элементы. Нестабильность, как и стабильность «островов», видимо, не случайность в проявлении бактерией патогенности. Эти свойства способны создать бактерии дополнительные адаптивные преимущества. Высокая вирулентность может оказаться невыгодной на определенной стадии инфекционного процесса. Нестабильность же «островов патогенности» будет способствовать координированному снижению вирулентности всей популяцией возбудителя инфекции. Делеция «островов патогенности» может усилить экспрессию других, рядом расположенных, генов. патогенность микроорганизм геном

С другой стороны, отдельные факторы вирулентности являются адаптивными для бактерий. По этой причине они должны кодироваться на стабильных «островах патогенности».

Чужеродность «островов» придает даже большую стабильность факторам вирулентности. Чужеродная ДНК, интегрировавшаяся с хромосомой, не вовлекается в рекомбинацию с ДНК близкородственных микроорганизмов, поэтому она может длительно поддерживаться в бактериальных популяциях. Видимо применительно к каждому патогенному микроорганизму «стабильность» и «нестабильность» «островов» закрепляется естественным отбором.

Для ОП характерна мозаичная структура приобретенной ДНК. Некоторые ОП представляют собой вставку одного генетического элемента. Другие имеют более сложную структуру.

Она возникает в процессе эволюции за счет включения в ОП элементов различного происхождения. Эти элементы могут включаться независимо в разное время и от разных хозяев. Однако эти приобретенные элементы ДНК интегрируются в одном и том же участке хромосомы реципиентной бактериальной клетки. Т.о. происходит аккумуляция горизонтально приобретенных элементов на одном участке хромосомы. При этом такие структурные мишени, как tRNA-гены, могут быть повторно использованы для включения в ОП различных генетических элементов. Как правило, ОП содержат гены, кодирующие продукцию ФП, делающих микроб потенциально вирулентным.

В комплекс патогенности входят ФП, ответственные за функцию колонизации, функцию защиты от фагоцитоза и токсическую функцию, лежащую в основе поражающего действия.

Каждая группа генов кодирует продукцию соответствующих ФП независимо друг от друга. Это значит, что в ОП одного и того же вида могут содержаться различные комбинации генов, ответственных за биосинтез функционально различных ФП. Т.о. штаммовое многообразие патогенного вида можно объяснить различными комбинациями генов в ОП. Имеются штаммы, лишенные вообще ОП, а также штаммы, имеющие ОП с одним или несколькими наборами генов, обусловливающих продукцию различных типов ФП.

Например, можно допустить, что существуют штаммы, у которых из всего комплекса патогенности в ОП сохранились гены, кодирующие только факторы адгезии. Такие штаммы способны продуцировать адгезины и осуществлять адгезивную функцию, но из-за отсутствия других ФП они становятся невирулентными для организма хозяина.

Другой пример: в популяции B. anthracis имеются штаммы, у которых ОП содержит одновременно гены, контролирующие синтез глутамил-полипептида и его сборку в капсульную структуру, а также гены, ответственные за биосинтез экзотоксина. Это полноценно вирулентные штаммы.

Как правило, гены патогенности, содержащиеся в островах патогенности, регулируются координированно, т. е. функционируют как самостоятельный геном патогенности в составе хромосомы клетки.

КОДИРОВАНИЕ КОНКРЕТНЫХ ФАКТОРОВ ПАТОГЕННОСТИ

Как отмечалось выше, при кодировании факторов патогенности наблюдается своеобразное разделение функций между хромосомой и плазмидами. Так, образование пилей общего типа, участвующих в адгезии, контролируется хромосомными генами. В то же время адгезия, колонизация и некоторые антигены у эшерихии контролируются плазмидами CFA/I, CFA/II, CFA/III. Образование биологически активных веществ, участвующих в пенетрации, также контролируется плазмидами (например, у шигелл Зонне и других бактерий), а ферментов гиалуронидазы и нейраминидазы, участвующих в инвазии, хромосомными генами.

Синтез антифагоцитарных и антикомплементарных веществ, например протеина А золотистого стафилококка, М-протеина пиогенного стрептококка, капсульного полисахарида пневмококка, контролируют главным образом хромосомные гены. В R-плазмидах бактерий содержатся транспозоны, контролирующие не только множественную устойчивость к разным антибиотикам, но и их токсичность.

Характеристика отдельных «островов патогенности»

Источник

Островки патогенности

Островки патогенности – разновидность генетических островков, содержащих от одного до нескольких десятков генов, кодирующих факторы патогенности, и способных к одновременной горизонтальной внутривидовой и межвидовой передаче (рис. 12). Островки патогенности присутствуют только у вирулентных микроорганизмов в составе плазмид или бактериальной хромосомы, и отсутствуют у непатогенных штаммов того же или близкородственных видов. Впервые ОП были описаны в 1980 г. у уропатогенных E. coli (UPEC) Йоргом Хакером и его коллегами из Вирцбургского университета, Германия. Они разработали концепцию «мозаичного» строения генома бактериальных патогенов, который включает относительно древние и стабильные участки ДНК и разбросанные среди них островки патогенности, приобретенные путем горизонтальной передачи. С тех пор островки патогенности были найдены не только у E. coli, но иу широкого спектра патогенных бактерий. У грамположительных микроорганизмов роль островков патогенности играют генетические кассеты или кластеры генов.

Основные свойства островков патогенности:

1. Содержат от одного до нескольких десятков генов вирулентности и имеют достаточно большие размеры 10 000 – 200 000 п.о. (»10 –200 генов). У уропатогенных E. coli ОП2 достигает размера 190 000 п.о. Участки генома схожие с ОП, но лишенные генов вирулентности, называются геномными или метаболическими островками.

2. Отсутствуют у непатогенных родственных видов.

3. Имеют иное содержание G + C, чем в остальном геноме бактерии, что является следствием горизонтального приобретения этих участков от клеток донора в процессе эволюции.

4. Располагаются вблизи генов, кодирующих тРНК. Поскольку тРНК гены бактерий сходны, то участки донорской ДНК, содержащие гены тРНК, могут встраиваться в клетку-реципиента посредством генетических рекомбиниций.

5. В состав входят мобильные элементы (IS элементы, транспозоны, фаги), а на концах находятся прямые повторы. Прямые повторы распознаются ферментами, вырезающими островки патогенности.

6. Содержат гены «подвижности» (интегразу, транспозазу, участки инициации считывания).

7. Имеют мозаичное строение: их участки приобретены в разное время и от разных хозяев.

8. Непостоянны и могут быть утеряны. Играют роль в эволюции бактериальных патогенов. Например, кодирующий продукцию токсина токсического шока (TSST-1) островок патогенности у золотистого стафилококка с большой частотой вырезается бактериофагами.

Рис. 10. Строение островка патогенности

Располагается вблизи генов тРНК. По обоим его концам находятся прямые повторы (DR),

Источник

Публикации в СМИ

Эшерихиозы

Эшерихиозы xe «Эшерихиозы» — группа инфекционных болезней, вызываемых патогенными серотипами кишечной палочки, протекающих с интоксикацией, лихорадкой, преимущественным поражением ЖКТ, реже — мочевыводящих, желчевыводящих путей, других органов или с развитием сепсиса, наблюдают чаще у детей раннего возраста.

Этиология и патогенез. Большинство инфекций вызывает Escherichia coli. Кишечная палочка — типичный представитель нормальной аэробной микрофлоры толстой кишки. Патогенные свойства контролируются плазмидами и связаны со способностью Escherichia coli выделять токсины, их способностью к адгезии и инвазии в клетки слизистой оболочки кишечника. Морфологические различия между патогенными и непатогенными кишечными палочками отсутствуют. Их дифференцировка основана на различиях в структуре поверхностных Аг, среди которых выделяют липополисахаридные (О-), жгутиковые (Н-) и капсульные, полисахаридные Аг (К-Аг). Серовары, ответственные за развитие восходящей инфекции мочевыводящих путей и внекишечные поражения, имеют К-Аг. По структуре О- и Н-Аг выделяют пять основных групп диареегенных эшерихий.

• Энтеропатогенная группа представлена сероварами О18, О26, О44, О55, О86, O111ab, О112, О114, О119, О125ac, О127, О128ab, О142, О158, не продуцирующими энтеротоксин и не обладающими инвазивными свойствами. Основные возбудители диарей у детей. Патогенез поражений обусловлен адгезией бактерии на эпителии кишечника и повреждением микроворсинок, но не инвазией в клетки. Практически все серотипы имеют плазмиду, кодирующую синтез фактора адгезивности энтеропатогенных Escherichia coli; незначительную группу бактерий, лишённых фактора адгезивности, предложено выделить в отдельную подгруппу. Бактерии экспрессируют ген еае, обусловливающий выделение продуктов, изменяющих архитектонику слизистой оболочки кишечника.

• Энтероинвазивная группа представлена сероварами О28ac, О29, О112ac, О115, О124, О135, О136, О143, О144, О152, О164, О167. Обладают инвазивными свойствами и вызывают развитие воспалительных изменений в слизистой оболочке толстой кишки. По морфологическим и культуральным свойствам сходны с шигеллами и вызывают диарею, напоминающую шигеллёзы. Подобно шигеллам, энтероинвазивные кишечные палочки способны проникать и размножаться в клетках эпителия кишечника, что обусловлено наличием плазмиды, кодирующей синтез определённых поверхностных белков, схожих (но не идентичных) с аналогичными белками шигелл (могут давать перекрёстные реакции).

• Энтеротоксигенная группа представлена сероварами О6, О8, O11, О15, О20, О25, О27, О63, О78, О80, О85, О114, О115, О126, О128ac, О139, О148, О153, О159, О166, О167. Основные возбудители диарей путешественников и детских диарей в развивающихся странах. Факторы патогенности — ворсинки или фимбриальные факторы, облегчающие адгезию на эпителии, способствующие колонизации нижних отделов тонкой кишки и определяющие способность к образованию термолабильного и/или термостабильного энтеротоксинов.

• Энтерогеморрагическая группа представлена сероварами О26, О111, О157. Образуют цитотоксин (образование кодирует ген, переносимый бактериофагом), шигаподобный токсин 1 (веротоксин 1), аналогичный токсину Shigella dysentheriae типа 1, и шигаподобный цитотоксин 2 (веротоксин 2). Ещё один фактор патогенности — плазмиды, кодирующие образование фимбрий, облегчающих адгезию бактерий на эпителии.

• Энтероадгезивные (энтероаггрегативные) кишечные палочки не образуют цитотоксины, не инвазируют в клетки эпителия и не имеют плазмидный фактор адгезии, присутствующий у энтеропатогенных эшерихий.

• Механизм распространения диареегенных эшерихий — фекально-оральный. Наиболее часто человек заражается при употреблении загрязнённой пищи и воды. В стационарах и закрытых коллективах для всех типов большее значение имеет контактный путь передачи. В странах с умеренным климатом большинство случаев заражения, в т.ч. вызванных энтерогеморрагической кишечной палочкой, наблюдают в тёплый сезон. В тропиках, где доминируют инфекции, вызванные энтеротоксигенной и энтеропатогенной кишечными палочками, пик заболеваемости наблюдают в сезоны дождей. Поскольку эшерихии обитают в кишечнике большого числа животных, то установить природный резервуар патогенных типов не представляется возможным. Установлен факт циркуляции энтерогеморрагической кишечной палочки О157:Н7 у крупного рогатого скота

• Инфекции мочевыводящих путей. Возбудители обычно происходят из микрофлоры кишечника. Определённую роль играют анатомические и физиологические аномалии, затрудняющие нормальную эвакуацию мочи, например стенозы мочеиспускательного канала или пузырно-мочеточниковый рефлюкс. Часто риск развития поражений зависит от возраста и пола: среди новорождённых и детей первых 3 мес жизни они преобладают у мальчиков, в подростковый период — у девочек

• Бактериемия. Ранее Escherichia coli редко выделяли из крови пациентов и подобные случаи рассматривали как казуистику. Однако они постепенно вытеснили грамположительные бактерии и на сегодняшний день составляют основную причину бактериемий у детей и взрослых. У новорождённых источник инфекции обычно остаётся неизвестным, но у 15–20% эшерихиозы обусловлены манипуляциями на мочевыводящих путях. Факторы риска — преждевременные роды, преждевременные разрывы плодного пузыря, заболевания у беременных в III триместре, родовые травмы, гипоксии и низкая масса плода. Более поздние поражения обусловлены недостаточным функционированием защитных факторов и снижением содержания лактоферрина и трансферрина в сыворотке (последние связывают железо, способствующее размножению Escherichia coli). Риск развития поражений возрастает при наличии сопутствующей патологии, при проведении инвазивных урологических процедур или после оперативных вмешательств

• Менингит. Escherichia coli — частый возбудитель менингитов у новорождённых (1:1 000, чаще у мальчиков). У взрослых менингит наблюдают редко (обычно после травмы или трепанации черепа). В большинстве случаев менингиты — осложнения бактериемии и развиваются у 10–40% новорождённых с подобной патологией. Основная группа риска — новорождённые со сниженной массой тела (менее 2 500 г).

• Кишечные инфекции (коли-инфекция)

•• Энтеропатогенные эшерихии вызывают развитие воспалительного процесса преимущественно в тонкой кишке с развитием симптоматики острой диареи у детей первого года жизни, в т.ч. у новорождённых. Эшерихии ответственны за развитие вспышек диарейных заболеваний в родовспомогательных учреждениях. Поражения характеризуются выраженными болями в животе, рвотой, водянистым стулом без примеси крови.

•• Энтероинвазивные кишечные палочки. Поражения (преимущественно дистальный колит) характеризуются выраженными болями в животе, профузной диареей с примесью крови. На инвазивность микроорганизмов указывает большое количество полиморфноклеточных нейрофилов в испражнениях.

•• Энтеротоксигенные кишечные палочки вызывают развитие холероподобных форм кишечных инфекций у взрослых и детей.

•• Энтерогеморрагические эшерихии вызывают диарею с примесью крови (геморрагический колит) при полном отсутствии лейкоцитов в испражнениях и признаков лихорадки, гемолитико-уремический синдром и тромбоцитопеническую пурпуру.

•• Энтероадгезивные (энтероаггрегативные) эшерихии. Согласно имеющимся единичным описаниям, клиника поражений аналогична симптомокомплексу сравнительно умеренных шигеллёзов.

•• При всех клинических вариантах коли-инфекции наблюдают синдром интоксикации, соответствующий аналогичным проявлениям при бактериальных кишечных инфекциях, его выраженность определяет тяжесть состояния больного.

• Инфекции мочевыводящих путей — полиморфная группа поражений, включающая бессимптомную бактериурию, циститы и острый пиелонефрит. Клинически проявляются дизурией, частыми позывами на мочеиспускание, болями в боковых и нижних отделах живота, лихорадкой, реже тошнотой и рвотой. Уропатогенные эшерихии вызывают более 30% госпитальных поражений, обычно происходят из микрофлоры кишечника.

• Клинически бактериемии, вызванные Escherichia coli, не имеют особых патогномоничных признаков. У новорождённых наиболее часто отмечают нарушения терморегуляции, анорексию, респираторный дистресс-синдром, апноэ, рвоту, диарею, желтуху, увеличение печени и селезёнки. У взрослых — лихорадку, спутанность сознания, судороги, артериальную гипотензию, олиго- и анурию, респираторный дистресс-синдром.

• Менингит. Клинические проявления: лихорадка, сонливость, рвота, диарея, респираторный дистресс-синдром, желтуха и менингеальные симптомы. Летальность достигает 12% у новорождённых, родившихся после физиологических родов, и 35% у новорождённых, относящихся к группе риска. У 20–50% выживших отмечают остаточные неврологические расстройства.

• Инфекции респираторного тракта (пневмония, плеврит, абсцесс лёгкого). Возбудители могут относиться как к патогенным, так и непатогенными штаммам кишечной палочки. Практически всегда носят оппортунистический характер и развиваются лишь у пациентов с иммунодефицитными состояниями.

• У новорождённых (в первую очередь, недоношенных) и детей первых месяцев жизни возможно развитие коли-бациллярного сепсиса с симптоматикой инфекционно-токсического шока или множественных очагов воспаления в различных органах (пневмония, менингит, инфекция мочевыводящих путей, эндокардит, артрит, остеомиелит и т.д.). Прогноз болезни, даже при современных методах лечения, серьёзный (летальность — 50–85%).

Методы исследования • Выделение возбудителя и его токсинов •• Материал для исследования — кал, рвотные массы, промывные воды желудка, при внекишечной локализации — кровь, ликвор, моча, мокрота. Бактериологический анализ основан на определении антигенных свойств •• Идентификация диареегенных типов. У энтеротоксических кишечных палочек выявляют токсины — термостабильный на мышатах-сосунках; термолабильный на культурах клеток Y1 надпочечников. Энтероинвазивные эшерихии определяют по развитию конъюнктивита у морских свинок при внесении бактерий в конъюнктивальный мешок (тест Серени) или по способности инвазировать клетки HeLa и НЕр-2. Энтерогеморрагические кишечные палочки идентифицируют посевом на среды с сорбитом •• Энтеротоксин энтеротоксигенных эшерихий обнаруживают в реакциях коагглютинации и преципитации в агаре •• Токсин энтерогеморрагических кишечных палочек выявляют методом ИФА • Серологические методы обычно не проводят из-за большого числа перекрёстных реакций с Аг различных серотипов Escherichia coli • Идентификацию возбудителя также можно проводить с помощью ПЦР.

• Диета — механически и термически адекватно обработанная пища

• Госпитализация по клиническим показаниям

• Этиотропная терапия — ампициллин, карбенициллин, цефалоспорины II и III поколений, ко-тримоксазол или сочетание одного из препаратов с аминогликозидами •• При менингитах — ампициллин и аминогликозиды •• При почечной недостаточности аминогликозиды заменяют цефалоспоринами III поколения (например, цефотаксимом или цефтриаксоном) •• При диссеминированных формах антибактериальные средства вводят парентерально •• Применение антибиотиков не снижает частоту развития гемолитико-уремического синдрома при эшерихиозах, вызванных Escherichia coli O157:H7

• Патогенетическая терапия: регидратация при обезвоживании, ГК и адреномиметические средства при инфекционно-токсическом шоке, гемотрансфузии при анемии и тромбоцитопении и т.п.

Осложнения. Специфическое осложнение эшерихиозов, вызванных энтерогеморрагической кишечной палочкой, — гемолитико-уремический синдром (синдром Гассера), регистрируемый у 5–10% заболевших. Симптомы: микроангиопатическая гемолитическая анемия, тромбоцитопения и ОПН. Синдром проявляется чаще всего к концу первой недели с момента возникновения первых симптомов дисфункции кишечника. У взрослых пациентов возможно развитие тромботической тромбоцитопенической пурпуры и инфекционно-токсического шока.

• Больные с коли-инфекцией подлежат немедленной и обязательной изоляции (диссеминированные формы эшерихиозов представляют меньшую эпидемическую опасность)

• Санитарный контроль медицинского персонала детских и реанимационных отделений, а также родовспомогательных учреждений

• После изоляции заболевшего в отделении проводят заключительную дезинфекцию.

МКБ-10 • A04 Другие бактериальные кишечные инфекции

Код вставки на сайт

Эшерихиозы

Эшерихиозы xe «Эшерихиозы» — группа инфекционных болезней, вызываемых патогенными серотипами кишечной палочки, протекающих с интоксикацией, лихорадкой, преимущественным поражением ЖКТ, реже — мочевыводящих, желчевыводящих путей, других органов или с развитием сепсиса, наблюдают чаще у детей раннего возраста.

Этиология и патогенез. Большинство инфекций вызывает Escherichia coli. Кишечная палочка — типичный представитель нормальной аэробной микрофлоры толстой кишки. Патогенные свойства контролируются плазмидами и связаны со способностью Escherichia coli выделять токсины, их способностью к адгезии и инвазии в клетки слизистой оболочки кишечника. Морфологические различия между патогенными и непатогенными кишечными палочками отсутствуют. Их дифференцировка основана на различиях в структуре поверхностных Аг, среди которых выделяют липополисахаридные (О-), жгутиковые (Н-) и капсульные, полисахаридные Аг (К-Аг). Серовары, ответственные за развитие восходящей инфекции мочевыводящих путей и внекишечные поражения, имеют К-Аг. По структуре О- и Н-Аг выделяют пять основных групп диареегенных эшерихий.

• Энтеропатогенная группа представлена сероварами О18, О26, О44, О55, О86, O111ab, О112, О114, О119, О125ac, О127, О128ab, О142, О158, не продуцирующими энтеротоксин и не обладающими инвазивными свойствами. Основные возбудители диарей у детей. Патогенез поражений обусловлен адгезией бактерии на эпителии кишечника и повреждением микроворсинок, но не инвазией в клетки. Практически все серотипы имеют плазмиду, кодирующую синтез фактора адгезивности энтеропатогенных Escherichia coli; незначительную группу бактерий, лишённых фактора адгезивности, предложено выделить в отдельную подгруппу. Бактерии экспрессируют ген еае, обусловливающий выделение продуктов, изменяющих архитектонику слизистой оболочки кишечника.

• Энтероинвазивная группа представлена сероварами О28ac, О29, О112ac, О115, О124, О135, О136, О143, О144, О152, О164, О167. Обладают инвазивными свойствами и вызывают развитие воспалительных изменений в слизистой оболочке толстой кишки. По морфологическим и культуральным свойствам сходны с шигеллами и вызывают диарею, напоминающую шигеллёзы. Подобно шигеллам, энтероинвазивные кишечные палочки способны проникать и размножаться в клетках эпителия кишечника, что обусловлено наличием плазмиды, кодирующей синтез определённых поверхностных белков, схожих (но не идентичных) с аналогичными белками шигелл (могут давать перекрёстные реакции).

• Энтеротоксигенная группа представлена сероварами О6, О8, O11, О15, О20, О25, О27, О63, О78, О80, О85, О114, О115, О126, О128ac, О139, О148, О153, О159, О166, О167. Основные возбудители диарей путешественников и детских диарей в развивающихся странах. Факторы патогенности — ворсинки или фимбриальные факторы, облегчающие адгезию на эпителии, способствующие колонизации нижних отделов тонкой кишки и определяющие способность к образованию термолабильного и/или термостабильного энтеротоксинов.

• Энтерогеморрагическая группа представлена сероварами О26, О111, О157. Образуют цитотоксин (образование кодирует ген, переносимый бактериофагом), шигаподобный токсин 1 (веротоксин 1), аналогичный токсину Shigella dysentheriae типа 1, и шигаподобный цитотоксин 2 (веротоксин 2). Ещё один фактор патогенности — плазмиды, кодирующие образование фимбрий, облегчающих адгезию бактерий на эпителии.

• Энтероадгезивные (энтероаггрегативные) кишечные палочки не образуют цитотоксины, не инвазируют в клетки эпителия и не имеют плазмидный фактор адгезии, присутствующий у энтеропатогенных эшерихий.

• Механизм распространения диареегенных эшерихий — фекально-оральный. Наиболее часто человек заражается при употреблении загрязнённой пищи и воды. В стационарах и закрытых коллективах для всех типов большее значение имеет контактный путь передачи. В странах с умеренным климатом большинство случаев заражения, в т.ч. вызванных энтерогеморрагической кишечной палочкой, наблюдают в тёплый сезон. В тропиках, где доминируют инфекции, вызванные энтеротоксигенной и энтеропатогенной кишечными палочками, пик заболеваемости наблюдают в сезоны дождей. Поскольку эшерихии обитают в кишечнике большого числа животных, то установить природный резервуар патогенных типов не представляется возможным. Установлен факт циркуляции энтерогеморрагической кишечной палочки О157:Н7 у крупного рогатого скота

• Инфекции мочевыводящих путей. Возбудители обычно происходят из микрофлоры кишечника. Определённую роль играют анатомические и физиологические аномалии, затрудняющие нормальную эвакуацию мочи, например стенозы мочеиспускательного канала или пузырно-мочеточниковый рефлюкс. Часто риск развития поражений зависит от возраста и пола: среди новорождённых и детей первых 3 мес жизни они преобладают у мальчиков, в подростковый период — у девочек

• Бактериемия. Ранее Escherichia coli редко выделяли из крови пациентов и подобные случаи рассматривали как казуистику. Однако они постепенно вытеснили грамположительные бактерии и на сегодняшний день составляют основную причину бактериемий у детей и взрослых. У новорождённых источник инфекции обычно остаётся неизвестным, но у 15–20% эшерихиозы обусловлены манипуляциями на мочевыводящих путях. Факторы риска — преждевременные роды, преждевременные разрывы плодного пузыря, заболевания у беременных в III триместре, родовые травмы, гипоксии и низкая масса плода. Более поздние поражения обусловлены недостаточным функционированием защитных факторов и снижением содержания лактоферрина и трансферрина в сыворотке (последние связывают железо, способствующее размножению Escherichia coli). Риск развития поражений возрастает при наличии сопутствующей патологии, при проведении инвазивных урологических процедур или после оперативных вмешательств

• Менингит. Escherichia coli — частый возбудитель менингитов у новорождённых (1:1 000, чаще у мальчиков). У взрослых менингит наблюдают редко (обычно после травмы или трепанации черепа). В большинстве случаев менингиты — осложнения бактериемии и развиваются у 10–40% новорождённых с подобной патологией. Основная группа риска — новорождённые со сниженной массой тела (менее 2 500 г).

• Кишечные инфекции (коли-инфекция)

•• Энтеропатогенные эшерихии вызывают развитие воспалительного процесса преимущественно в тонкой кишке с развитием симптоматики острой диареи у детей первого года жизни, в т.ч. у новорождённых. Эшерихии ответственны за развитие вспышек диарейных заболеваний в родовспомогательных учреждениях. Поражения характеризуются выраженными болями в животе, рвотой, водянистым стулом без примеси крови.

•• Энтероинвазивные кишечные палочки. Поражения (преимущественно дистальный колит) характеризуются выраженными болями в животе, профузной диареей с примесью крови. На инвазивность микроорганизмов указывает большое количество полиморфноклеточных нейрофилов в испражнениях.

•• Энтеротоксигенные кишечные палочки вызывают развитие холероподобных форм кишечных инфекций у взрослых и детей.

•• Энтерогеморрагические эшерихии вызывают диарею с примесью крови (геморрагический колит) при полном отсутствии лейкоцитов в испражнениях и признаков лихорадки, гемолитико-уремический синдром и тромбоцитопеническую пурпуру.

•• Энтероадгезивные (энтероаггрегативные) эшерихии. Согласно имеющимся единичным описаниям, клиника поражений аналогична симптомокомплексу сравнительно умеренных шигеллёзов.

•• При всех клинических вариантах коли-инфекции наблюдают синдром интоксикации, соответствующий аналогичным проявлениям при бактериальных кишечных инфекциях, его выраженность определяет тяжесть состояния больного.

• Инфекции мочевыводящих путей — полиморфная группа поражений, включающая бессимптомную бактериурию, циститы и острый пиелонефрит. Клинически проявляются дизурией, частыми позывами на мочеиспускание, болями в боковых и нижних отделах живота, лихорадкой, реже тошнотой и рвотой. Уропатогенные эшерихии вызывают более 30% госпитальных поражений, обычно происходят из микрофлоры кишечника.

• Клинически бактериемии, вызванные Escherichia coli, не имеют особых патогномоничных признаков. У новорождённых наиболее часто отмечают нарушения терморегуляции, анорексию, респираторный дистресс-синдром, апноэ, рвоту, диарею, желтуху, увеличение печени и селезёнки. У взрослых — лихорадку, спутанность сознания, судороги, артериальную гипотензию, олиго- и анурию, респираторный дистресс-синдром.

• Менингит. Клинические проявления: лихорадка, сонливость, рвота, диарея, респираторный дистресс-синдром, желтуха и менингеальные симптомы. Летальность достигает 12% у новорождённых, родившихся после физиологических родов, и 35% у новорождённых, относящихся к группе риска. У 20–50% выживших отмечают остаточные неврологические расстройства.

• Инфекции респираторного тракта (пневмония, плеврит, абсцесс лёгкого). Возбудители могут относиться как к патогенным, так и непатогенными штаммам кишечной палочки. Практически всегда носят оппортунистический характер и развиваются лишь у пациентов с иммунодефицитными состояниями.

• У новорождённых (в первую очередь, недоношенных) и детей первых месяцев жизни возможно развитие коли-бациллярного сепсиса с симптоматикой инфекционно-токсического шока или множественных очагов воспаления в различных органах (пневмония, менингит, инфекция мочевыводящих путей, эндокардит, артрит, остеомиелит и т.д.). Прогноз болезни, даже при современных методах лечения, серьёзный (летальность — 50–85%).

Методы исследования • Выделение возбудителя и его токсинов •• Материал для исследования — кал, рвотные массы, промывные воды желудка, при внекишечной локализации — кровь, ликвор, моча, мокрота. Бактериологический анализ основан на определении антигенных свойств •• Идентификация диареегенных типов. У энтеротоксических кишечных палочек выявляют токсины — термостабильный на мышатах-сосунках; термолабильный на культурах клеток Y1 надпочечников. Энтероинвазивные эшерихии определяют по развитию конъюнктивита у морских свинок при внесении бактерий в конъюнктивальный мешок (тест Серени) или по способности инвазировать клетки HeLa и НЕр-2. Энтерогеморрагические кишечные палочки идентифицируют посевом на среды с сорбитом •• Энтеротоксин энтеротоксигенных эшерихий обнаруживают в реакциях коагглютинации и преципитации в агаре •• Токсин энтерогеморрагических кишечных палочек выявляют методом ИФА • Серологические методы обычно не проводят из-за большого числа перекрёстных реакций с Аг различных серотипов Escherichia coli • Идентификацию возбудителя также можно проводить с помощью ПЦР.

• Диета — механически и термически адекватно обработанная пища

• Госпитализация по клиническим показаниям

• Этиотропная терапия — ампициллин, карбенициллин, цефалоспорины II и III поколений, ко-тримоксазол или сочетание одного из препаратов с аминогликозидами •• При менингитах — ампициллин и аминогликозиды •• При почечной недостаточности аминогликозиды заменяют цефалоспоринами III поколения (например, цефотаксимом или цефтриаксоном) •• При диссеминированных формах антибактериальные средства вводят парентерально •• Применение антибиотиков не снижает частоту развития гемолитико-уремического синдрома при эшерихиозах, вызванных Escherichia coli O157:H7

• Патогенетическая терапия: регидратация при обезвоживании, ГК и адреномиметические средства при инфекционно-токсическом шоке, гемотрансфузии при анемии и тромбоцитопении и т.п.

Осложнения. Специфическое осложнение эшерихиозов, вызванных энтерогеморрагической кишечной палочкой, — гемолитико-уремический синдром (синдром Гассера), регистрируемый у 5–10% заболевших. Симптомы: микроангиопатическая гемолитическая анемия, тромбоцитопения и ОПН. Синдром проявляется чаще всего к концу первой недели с момента возникновения первых симптомов дисфункции кишечника. У взрослых пациентов возможно развитие тромботической тромбоцитопенической пурпуры и инфекционно-токсического шока.

• Больные с коли-инфекцией подлежат немедленной и обязательной изоляции (диссеминированные формы эшерихиозов представляют меньшую эпидемическую опасность)

• Санитарный контроль медицинского персонала детских и реанимационных отделений, а также родовспомогательных учреждений

• После изоляции заболевшего в отделении проводят заключительную дезинфекцию.

МКБ-10 • A04 Другие бактериальные кишечные инфекции

Источник