Сальмонеллы. Токсинообразование. Антигенная структура сальмонелл
Тема 2.3.2: «Сальмонеллы».
План
1.Общая характеристика рода Salmonella.
2. Морфология и биохимические свойства. Культивирование.
3. Токсинообразование. Антигенная структура сальмонелл.
4. Заболевания, вызываемые сальмонеллами. Патогенез брюшного тифа и паратифов А и В.
5. Иммунитет. Профилактика.
Общая характеристика рода Salmonella.
Род Salmonella, названный в честь американского ветеринарного врача Д.Сальмона, выделившего в 1885г. S.cholerae-suis при свиной холере.
Таксономия: семейство Enterobacteriaceae, включающее 29 родов, род Salmonella, 2 вида: S.enterica и 6 ее подвидов: enterica, salamae, arizonae, diarizonae, houtenae, indica, S.bongori и 2501 серотип (серовар).
Морфология и биохимические свойства. Культивирование. Токсинообразование и антигенная структура сальмонелл.
Морфология.
Сальмонеллы - короткие палочки с закруглёнными концами. Подвижные, так как имеют жгутики. Спор и капсул не образуют, грамотрицательные. В мазках располагаются беспорядочно.
Культуральные свойства.
Факультативные анаэробы! РН среды - 5,0-8,0. Оптимальная температура роста для них -37 °С. На средах Плоскирева, Эндо и Левина колонии сальмонелл бесцветные, блестящие, прозрачные колонии через 24 часа инкубации; на ВСА - все виды сальмонелл образуют зелёные колонии через 24 часа инкубации, а через 48 часов серовар Typhi и серовар Paratyphi В образуют чёрные колонии, а серовар Paratyphi A - зелёные колонии. В селенитовый бульон (среда обогощения) засевают любой материал, кроме крови и дуоденального содержимого - дает равномерное помутнение. На среду Рапопорта и 10-20% желчный бульон (элективная среда) засевают кровь - дает равномерное помутнение. На СПА через сутки от момента посева образуют круглые куполообразные влажные гладкие S-формы колоний, размером 1-2 мм, подобные эшерихиям.
Биохимические свойства.
В «пестром» ряду Гисса S.enterica серовар Typhi ферментирует глюкозу, маннит, мальтозу до кислоты, не ферментируют лактозу и сахарозу, не образуют индол, образует сероводород, на лакмусовом молоке образует кислоту, желатин не разжижает, утилизирует цитрат.
Cеровар Paratyphi ферментирует глюкозу, маннит, мальтозу до кислоты и газа, не ферментируют лактозу и сахарозу, не образует индол и сероводород, на лакмусовом молоке образует кислоту, желатин не разжижает, утилизирует цитрат.
Cеровар Paratyphi ферментирует глюкозу, маннит, мальтозу до кислоты и газа, не ферментируют лактозу и сахарозу, не образуют индол, образует
сероводород, на лакмусовом молоке образует щелочь, желатин не разжижает, утилизирует цитрат.
Токсинообразование.
Патогенность сальмонелл обусловливают факторы адгезии, связанные с пилями; факторы инвазии, индуцирующие развитие воспалительной реакции и приток жидкости в очаг поражения, термолабильный LT - токсин, сходный с энтеротоксином эшерихий; и ST - токсин, близкий по механизму действия цитотоксину шигелл. Тифопаратифозные бактерии образуют эндотоксин, который представляет собой липидопротеидный комплекс.
Антигенная структура
Ещё в начале XX века учёные заметили различную природу антигенов сальмонелл. Кауфман (1934) на основании результатов реакции агглютинации разных сальмонелл с набором сывороток разделил все сальмонеллы на группы и типы и предложил диагностическую схему их антигенной структуры. В соответствии с этой схемой в настоящее время производят идентификацию сальмонелл.
Брюшной тиф и паратифы содержат соматический О-антиген и жгутиковый Н-антиген. В составе каждого из них различают групповые и специфические компоненты (см. таблицу). Так, О-антиген серовара Paratyphi А имеет 1, 2, 12-ю фракции, серовара Paratyphi В - 1,4,5, 12-ю , а серовар Typhi - 9,12-ю и Vi-антиген. Структура Н антигена тоже сложна. У сероваров Schottmuelleri и Typhimurium он состоит из двух фаз: специфической (b,i) и неспецифической (1,2). Возбудители брюшного тифа и паратифа А - однофазные бактерии, так как имеют только специфическую фазу Н-антигена (соответственно d и а). Общность антигенной структуры приводит к тому, что разные серовары сальмонелл агглютинируются не только агглютинируются не только в гомологичной, но и в родственных антисыворотках. Для того чтобы исключить перекрёстную групповую агглютинацию, готовят монорецепторные (типоспецифические) и брюшнотифозные Vi-агглютинирующие сыворотки, содержащие соответственно антитела против специфических фракций сальмонелл и Vi-антигена.
Антигенная структура S.enterica
|
Серовары
|
Группа
|
О-антиген
|
Н-антиген
|
|
1-я фаза
|
2-я фаза
|
|
Paratyphi А
|
A
|
1,2,12
|
a
|
-
|
|
Typhimurium
|
В
|
1,4,5,12
|
i
|
1,2
|
|
Schottmuelleri
|
В
|
1,4,5,12
|
b
|
1,2
|
|
Cholerae-suis
|
С
|
6,7
|
с
|
1,5
|
|
Hirschfeldi
|
С
|
6,7,Vi
|
с
|
1,6
|
|
Typhi
|
D
|
9,12,Vi
|
d
|
-
|
|
Gallinarum
|
D
|
1,9,12
|
-
|
-
|
|
Enteritidis
|
D
|
1,9,12
|
g,m
|
-
|
Заболевания, вызываемые сальмонеллами. Патогенез брюшного тифа и паратифов А и В.
Сальмонеллы вызывают у человека следующие заболевания:
Cеровар Typhi вызывает брюшной тиф (антропонозное заболевание).
Cеровар Paratyphi A вызывает паратиф А и сальмонеллез.
Cеровар Paratyphi В вызывает паратиф В и сальмонеллез.
Все остальные виды вызывает сальмонеллез (пищевую токсикоинфекцию).
Брюшной тиф - острая инфекционная болезнь с фекально-оральным механизмом передачи, характеризующаяся бактериемией, поражением лимфоидного аппарата тонкой кишки и протекающая с лихорадкой, интоксикацией, розеолезной сыпью.
Источником инфекции являются больные брюшным тифом и бактериовыделители. У 3-5% формируется хроническое бактерионосительство. При этом возбудитель с фекалиями и мочой выделяется в течение всей жизни постоянно или периодически. Механизм заражения - фекально-оральный. Пути передачи инфекции - контактно-бытовой, пищевой и водный. При контактно-бытовом пути наблюдается спорадическая заболеваемость. В настоящее время в распространении инфекции главную роль играют бактериовыделители. Возбудитель брюшного тифа попадает в организм человека через рот, а затем проходит в кишечник и внедряется в лимфатические образования тонкой кишки - пейеровы бляшки и солитарные фолликулы, что приводит к развитию лимфаденита и лимфангита. Из лимфатических образований возбудитель попадает в кровяное русло - начинается бактериемия, которая
соответствует первым клиническим проявлениям болезни. Циркулирующие в крови микроорганизмы частично погибают, высвобождается эндотоксин, обусловливающий интоксикационный синдром, а при массивной эндотоксемии – инфекционно-токсический шок.
Паратиф А и В.
Паратифы А и В острые инфекционные болезни, вызываемые сальмонеллами, сходные с брюшным тифом.
Можно отметить некоторые отличительные признаки болезни, позволяющие заподозрить паратиф А и В. В отличие от брюшного тифа болезнь протекает чаще в сренетяжёлой форме и в начальном периоде характеризуется гиперемией лица, инъекцией сосудов склер, кашлем, насморком. Эти симптомы делают начальный период паратифа А сходным с ОРЗ. Раньше, чем при брюшном тифе появляется сыпь - на 4-7-й день болезни. Кроме того, наряду с типичной розеолезной сыпью, можно обнаружить макулопопулезные элементы, напоминающие коревую экзантему. У некоторых больных встречаются петехиальные элементы. Сыпь при паратифе А обычно более обильна, чем при брюшном тифе. Редко возникают рецидивы и осложнения.
Паратиф В.
Отличительным признаком являются симптомы гастроэнтерита, возникающие с первых дней болезни. В дальнейшем присоединяются лихорадка, экзантема, представленная розеолами, значительно более обильными, чем при брюшном тифе. Температура носит нередко волнообразный характер, с большими суточными размахами в отличие от брюшного тифа, при котором наблюдается постоянный тип температурной кривой. Основными методами диагностики являются посевы крови на желчный бульон или среду Раппопорт, а также обнаружение антител к сальмонеллам в РНГА.
Сальмонеллез — это полиэтиологическая инфекционная болезнь, вызываемая различными серотипами бактерий рода Salmonella, характеризуется разнообразными клиническими проявлениями от бессимптомного носительства до тяжелых септических форм. В большинстве случаев протекает с преимущественным поражением органов пищеварительного тракта (гастроэнтериты, колиты).
Источниками инфекции являются в основном домашние животные и птицы, однако определенное значение играет и человек (больной, носитель) как дополнительный источник. Сальмонеллез животных может протекать как острое заболевание. В этом случае мышцы и внутренние органы могут быть гематогенно обсеменены возбудителем при жизни животных. Но наибольшую эпидемиологическую опасность представляют животные-бактерионосители из-за отсутствия у них каких-либо признаков заболевания. При неправильном забое и разделке туш таких животных возможно посмертное инфицирование мяса содержимым кишечника.
При обследовании крупного рогатого скота и мяса этих животных сальмонеллы обнаруживаются у 1—5%, при обследовании свиней — у 3—20%, овец — у 2—5%, кур, уток, гусей — более 50%. Носительство сальмонелл наблюдается у кошек и собак (до 10%), а также среди грызунов (до 40%). Сальмонеллезная инфекция широко распространена среди диких птиц (голуби, воробьи, скворцы, чайки и др.). При этом птицы могут загрязнять жилые помещения и продукты. Источником инфекции могут быть и люди — больные и бактерионосители. Однако их роль в распространении сальмонеллеза неизмеримо меньше, чем сельскохозяйственных животных и птиц. Наибольшую опасность человек как источник инфекции представляет для детей первого года жизни, которые высокочувствительны ко всем кишечным инфекциям. Бактериовыделитель может представлять опасность и для взрослых в том случае, если он имеет отношение к приготовлению пищи, раздаче ее или про/1,аже пищевых продуктов.
В последнее время регулярно регистрируются вспышки сальмонеллеза в лечебных учреждениях, особенно в родильных, педиатрических, психиатрических и гериатрических отделениях, обусловленные антибиотико-устойчивыми штаммами сальмонелл. Вспышки часто характеризуются высокой летальностью и могут продолжаться длительное время. Этот вид сальмонеллеза приобрел черты госпитальной инфекции с контактно-бытовым механизмом передачи возбудителя через руки ухаживающих за детьми лиц, постельное белье, предметы ухода и др.
Основной путь заражения при сальмонеллезе — алиментарный, обусловленный употреблением в пищу продуктов, в которых содержится большое количество сальмонелл. Обычно это наблюдается при неправильной кулинарной обработке, когда инфицированные продукты, в основном мясные (мясной фарш, изделия из него, студень, мясные салаты, вареные колбасы), находились в условиях, благоприятных для размножения сальмонелл.
В последние годы отмечается значительный рост заболеваемости сальмонеллезом, связанный с распространением возбудителя (S.enterica
серовар enteritidis) через мясо птицы и яйца. Во многих странах этот путь заражения сейчас является ведущим.
При заносе возбудителя в крупные птицеводческие хозяйства он быстро захватывает большую часть поголовья, имея способность к транс-овариальной передаче. Могут быть инфицированы молочные и рыбные продукты, но в общей заболеваемости они имеют меньшее значение. Заболеваемость сальмонеллезом несколько выше в теплое время года, что связано с ухудшением условий хранения продуктов. Госпитальные вспышки, преимущественно в детских стационарах, возникают чаще в холодные месяцы. Сальмонеллезы могут встречаться как в виде групповых вспышек (обычно алиментарного происхождения), так и в виде спорадических заболеваний.
Патогенез. Воротами инфекции является тонкая кишка, где происходит колонизация возбудителя и внедрение во внутреннюю фазу. До сих пор остается неясным, почему в большинстве случаев инфекционный процесс при сальмонеллезе ограничивается только этапом колонизации и инвазии в близлежащие ткани, что приводит к развитию гастроинтестинальной формы заболевания. Вместе с тем в незначительном проценте случаев в местах фиксации сальмонелл могут формироваться очаги пролиферативного, реже гнойного воспаления, что характерно для развития соответственно тифоподобной и септической форм сальмонеллеза.
Захват сальмонелл макрофагами не приводит к их фагоцитозу. Они обладают способностью не только сохраняться, но и размножаться в макрофагах, преодолевать внутри них барьер кишечного эпителия, проникать в лимфатические узлы и кровь. Бактериемия у больных сальмонеллезом встречается часто, но обычно бывает кратковременной. В эксперименте показано, что бактериемия носит перемежающийся характер. Это объясняется чередованием размножения сальмонелл в макрофагах и последующим выходом в кровь.
В собственном слое слизистой оболочки тонкой кишки наблюдается интенсивное разрушение бактерий с высвобождением энтеротоксина и эндотоксина. Эндотоксин оказывает многообразное действие на различные органы и системы организма. Наиболее важными из них являются индукция лихорадки и нарушения микроциркуляции вплоть до развития инфекционно-токсического шока. Энтеротоксин, активируя аденилатциклазу энтероцитов, приводит к нарастанию внутриклеточной концентрации циклического аденозинмонофосфата, фосфолипидов, простагландинов и других биологически активных веществ. Это приводит к нарушению транспорта ионов Na и Сl через мембрану клеток кишечного эпителия с накоплением их в просвете кишки. По возникающему осмотическому градиенту вода выходит из энтероцитов, развивается водянистая диарея. В тяжелых случаях заболевания вследствие потери жидкости и электролитов наблюдаются значительное нарушение водно-солевого обмена, уменьшение объема циркулирующей крови, понижение АД и развитие гиповолемического шока.
Одновременно с потерей жидкости при сальмонеллезе развивается синдром диссеминированного внутрисосудистого свертывания, который является как следствием воздействия эндотоксина на свертывающую систему крови, так и гиповолемии. Страдает и сосудисто-нервный аппарат, что проявляется в понижении тонуса сосудов, нарушении терморегуляции.
Иммунные реакции при сальмонеллезе представляются в виде сочетания так называемого местного (кишечного) иммунитета, который проявляется прежде всего гуморальной иммунной реакцией (секреция IgA) и слабовыраженной клеточной реакцией. Общая гуморальная реакция выражается продукцией различных классов иммуноглобулинов, а клеточная — повышением фагоцитарной активности макрофагов, тесно связанной с активной выработкой антител и реакцией последних с бактериальными антигенами. Образование антител у больных сальмонеллезом нередко рассматривают как реакцию, протекающую по типу вторичного иммунного ответа, так как большинство взрослых людей неоднократно в течение жизни контактируют с сальмонеллами, в результате чего развивается сенсибилизация организма и возможны реакции гиперчувствительности.
Развитие тифоподобной, септической, субклинической и хронических форм сальмонеллеза объясняется возникновением иммунологической толерантности к антигенам сальмонелл. Последняя является следствием либо мимикрии антигенов, либо результатом временного снижения функциональной активности фагоцитов и лимфоцитов макроорганизма (развития вторичного иммунодефицита).
Иммунитет. Профилактика.
Врождённого иммунитета к возбудителям тифопаратифов не существует. При заболеваниях в крови повышается титр специфических антител, активируется фагоцитарная реакция. Переболевшие брюшным тифом и паратифами приобретают прочный и длительный иммунитет. У некоторых реконвалецентов возможны рецидивы болезни и длительное бактерионосительство, обусловленное генотипическими особенностями организма.
Профилактика. Основные меры профилактики брюшного тифа - улучшение качества водоснабжения, канализации, контроль за приготовлением пищи, санитарная очистка населенных мест. Имеют значение санитарно-просветительская работа с населением, воспитание гигиенических навыков. По эпидемиологическим показаниям и некоторым контингентам населения (работникам канализации, лицам в окружении хронических бактериовыделителей и др.) проводят вакцинацию. В очаге брюшного тифа проводится заключительная дезинфекция. За контактными больными устанавливается медицинское наблюдение с обязательной термометрией в течение 25 дней и бактериологическим исследованием кала и мочи. Дети дошкольных учреждений, работники пищевых предприятий и лица к ним приравниваемые, да получения результатов бактериологического обследования не допускаются в коллективы.
Меры профилактики паратифов такие же, как при брюшном тифе.
Профилактика и мероприятия в очаге при сальмонеллезе. Ветеринарно-санитарный надзор за убоем скота и птицы, технологией обработки туш, приготовлением и хранением мясных и рыбных блюд. Организация вакцинации сельскохозяйственных животных и птиц сальмонеллезными вакцинами. После госпитализации больного наблюдают за очагом в течение недели. Работники пищевых и приравненных к ним предприятий, дети, посещающие детские учреждения, подвергаются однократному бактериологическому обследованию. Выписка реконвалесцентов проводится после полного клинического выздоровления и однократного бактериологического исследования кала (для работников пищевых предприятий — двукратного) с отрицательным результатом. Работники пищевых предприятий и дети, посещающие ясли, наблюдаются в течение 3 месяцев с бактериологическим исследованием кала (1 раз в месяц). Бактериовыделители не допускаются на работу в пищевые и приравненные к ним предприятия.
Методы диагностики заболеваний, вызываемые сальмонеллами
Особенности лабораторной диагностики брюшного тифа и паратифов. Лабораторная диагностика тифопаратифов основана на определении: 1) видовой принадлежности чистых культур; 2) титра антител к ним в сыворотке больных и реконвалесцентов.
Материал для исследования: испражнения, кровь, моча, дуоденальное со-держимое, рвотные массы и промывные воды желудка, соскоб розеол, пищевые продукты, секционный материал.
Методы лабораторной диагностики:
1) Бактериологический – основной.
2) Серологический.
3) Микроскопический.
I этап
1. Выделение гемокультуры:
1. Кровь засевают в соотношении 1:10 во флаконы со средой Раппопорт, или 10-20% желчным бульоном, или в стерильную дистиллированную (водопроводную) воду. Посевы помещают термостат при 370С на 10 суток.
2.Через 24 часа делают высев из сред обогащения на ВСА (Эндо, Левина, Плоскирева) 370С 48 часов.
Примечание: Если результат первого высева будет отрицательным, через 2 суток делают второй высев на ВСА. При отрицательном результате третий высев можно делать на 5-7-ой или 10-й день.
2. Выделение копрокультуры:
1. Испражнения засевают на пластинчатые среды Эндо, Левина, Плоскирева с антибиотиком и без, СПА, которые инкубируют при 370С 24 часа, и на ВСА 370С 48 часов.
2. Материал засевают на одну из сред накопления: селенитовый бульон, или бульон Мюллера, или бульон Кауфмана, или магниевую среду. При посеве на среду обогащения кусочек испражнений эмульгируют в 10мл среды. Посев инкубируют при 370С 14-16 часов.
3. Выделение уринокультуры
1. 5мл мочи вносят в центрифужную пробирку и центрифугируют в течение 5 мин при скорости 3 000 об/мин. Надосадочную жидкость сливают в дезинфицирующий раствор, осадок засевают.
Примечание: можно использовать для посева нативную мочу.
2. Осадок (петлей) или нативную мочу (шпателем) засевают на пластинчатые среды и в одну из сред накопления также как испражнения.
4. Выделение биликультуры:
1. Дуоденальное содержимое (каждую из порций отдельно или их смесь) засевают в количестве 0,5 мл (шпателем) на чашку Петри с ВСА 370С 48 часов.
2. Оставшийся материал в той же посуде ставят в термостат при 370С на 10 дней, периодически (через 2 дня) производя высевы на ВСА.
II этап
1. Отобрать на чашке Петри с ВСА изолированную типичную для сальмонелл колонию, т.е. обведите её стеклографом со стороны дна чашки.
2. Часть колонии () пересейте на одну из сред первичной идентификации энтеробактерий: Клиглера, или Ресселя, или Олькеницкого для первичной идентификации культуры. Посев инкубируют при 370С 24 часа.
3. Оставшуюся часть этой же колонии пересейте на скошенный СПА с целью выделения и накопления чистой культуры и её последующей серологической идентификации 370С 24 часа.
III этап
1. Первичная идентификация культуры по характеру роста на среде Клиглера (Ресселя).
2. Посев чистой культуры на короткий «пестрый» ряд Гисса и бульон с 2 бумажками (на индол и сероводород) 37оС 24 часа.
3. Посев на среду Симмонса 37оС 24 часа.
4. Посев в столбик полужидкого агара 37оС 24 часа.
5. Проба на оксидазу.
6. Фаготипирование серовараTyphi (или серовара Paratyphi B).
7. Проба на чувствительность к антибиотикам.
IV этап
1. Проводят биохимическое типирование сальмонелл, т.е. определяют принадлежность к серологической группе.
2. Проводят серологическую идентификацию культуры, т.е. ставят РА на стекле с поливалентной сальмонеллезной сывороткой АВСДЕ групп, затем с О-сыворотками данной серологической группы и с Н-сыворотками I и II фазы, определяя, таким образом, вид выделенной культуры.
3.Учитывают антибиотикограмму и выдают окончательный ответ.
Серодиагностика тифопаратифозных заболеваний (реакции Видаля и Ви-гемагглютинации). Высокий титр антител в крови больных тифопаратифами регистрируется на 5-7-е сут (при сальмонеллезных гастоэнтеритах - на 2-3-й неделе).
Сальмонеллы. Токсинообразование. Антигенная структура сальмонелл