Биологическая характеристика escherichia

Характеристику антигенного состава выделенной культуры эшерихий дают на основании результатов реакции агглютинации с сыворотками, содержащими О-, К- и Н-антитела. При этом определяют, какие антигены имеются в культуре, а их сочетание характеризует антигенную формулу выделенной культуры, т. е. ее серовариант.

Кроме определения сероварианта E. coli, можно определить и фаговар выделенной культуры. Имеются наборы бактериофагов, которые лизируют эшерихии отдельных серогрупп. По лизису культуры одним из фагов устанавливают ее фаговар. Определение фаговаров имеет эпидемиологическое значение[1].

 

 

4.2 Токсины (экзо-, эндотоксины)

 

Кишечная палочка образует эндотоксин, связанный с ЛПС (липополисахаридом), который является частью О-антигена. Биологическая активность эндотоксина выражается неодинаково у разных серогрупп кишечной палочки. Токсические свойства эндотоксина определяются целой молекулой ЛПС, поскольку один липид или полисахарид малотоксичны. Эндотоксин поражает свёртывающую систему крови, вызывает феномен Шварцмана и другие явления, обладает пирогенными, адъювантными, протективными и митогенными свойствами. В небольших дозах стимулирует, а в больших угнетает фагоцитарную реакцию.

Многие серогруппы E.coli продуцируют эндотоксины. Полагают, что одни серогруппы кишечной палочки вызывают холероподобную диарею у людей, другие только у животных (поросят, телят)[13].

Штаммы эшерихий, продуцирующих энтеротоксин, получили название энтеротоксигенных кишечных палочек (ЭТКП); сейчас установлено их наличие в 30 серологических группах эшерихий. Термолабильный энтеротоксин эшерихий, подобно холерному токсину, способствует увеличению концентрации циклического 3,5-аденозинмонофосфата (цАМФ) в энтероцитах, что влечет за собой резкое усиление секреции воды и электролитов в просвет кишечника и обусловливает диарейный процесс.

Термостабильный энтеротоксин активизирует гуанилатциклазу — фермент, катализирующий синтез цГМФ в энтероцитах, чем вызывает неуправляемое истечение воды и электролитов в просвет кишки. Таким образом, в настоящее время считается, что в развитии диарейного синдрома при кишечной коли-инфекции у детей имеет значение не только размножение эшерихий в тонкой кишке, но и воздействие на организм ребенка продуцируемых ими энтеротоксинов[14].

 

 

4.3 Практическое  значение E. coli

 

Основные факторы патогенности E.coli:

1. Факторы адгезии, колонизации  и инвазии, связанные с пилями, фибринальными структурами, белками наружной мембраны. Они кодируются плазмидными генами и способствуют колонизации нижних отделов тонкой кишки.

2. Экзотоксины: цитотонины (стимулируют гиперсекрецию клетками кишечника жидкости, нарушают водно-солевой обмен и способствуют развитию диареи) и энтероцитотоксины (действуют на клетки стенки кишечника и эндотелия капилляров).

3. Эндотоксин (липополисахарид): в зависимости от наличия различных факторов патогенности кишечные палочки разделены на пять основных типов: энтеротоксигенные, энтероинвазивные, энтеропатогенные, энтерогеморрагические, энтероадгезивные.

4. Для патогенных кишечных  палочек характерна выработка  бактериоцинов (колицинов).

Энтеротоксигенные E.coli (ETEC) имеют высокомолекулярный термолабильный токсин, схожий по действию с холерным, вызывают холероподобную диарею (гастроэнтериты у детей младшего возраста, диарею путешественников и др.).

Чаще всего это серогруппы 06, 08, 015, 027 ,025, 0153, 0159 и другие. Биохимически они не отличаются от других эшерихий, в основном – лактозопозитивны. Они несут плазмиды токсигенности, которые трансмиссивны и не имеют твердой связи с серогруппой. Причем, существуют штаммы, продуцирующие стабильный к нагреванию токсин (ST) и лабильный токсин (LT), близкий к холерогену, или одновременно ST/LT. По данным отечественных и зарубежных авторов более половины штаммов циркулирующих ETEC характеризуются множественной лекарственной устойчивостью, связанной с наличием плазмид.

Эти эшерихии способны вызывать заболевания 4 типов во всех возрастных группах:

1) в слаборазвитых странах  – гастроэнтериты детей младшего  возраста,

2) в развитых странах  – «диарея путешественников»,

3) диареи военнослужащих  во время боевых действий в  районах с жарким климатом (например, войны в Персидском заливе),

4) гастроэнтериты (по типу  пищевых токсикоинфекций) в развитых странах (Европа, США).

Склонность к генерализации не высока. В этой группе есть внутрибольничный штамм – О1. Дифференцировать ЕТЕС очень трудно.

Энтероинвазивные кишечные (EIEC) палочки способны проникать и размножаться в клетках эпителия кишечника. Вызывают профузную диарею с примесью крови и большим количеством лейкоцитов (показатель инвазивного процесса) в испражнениях. Клинически напоминает дизентерию.

Энтероинвазивные эшерихии – это гибриды шигелл и эшерихий. От первых они получили способность к внутриклеточному паразитированию, многие общие 0-антигены, некоторые биохимические характеристики. Они часто неподвижны, лактозонегативны, не растут на ацетатной среде. Патогенность их ниже, чем у шигелл, инфицирующая доза обычно более 106, поэтому механизм передачи нередко пищевой. Сюда относятся 0-группы: 025, 028 а, с, 032, 0112 а, с, О124 , 0129, 0135, 0136, О144 ,О151, О164 и другие. EIEC О151 и О164 не имеют К-антигенов.

Энтеропатогенные E.coli (EPEC) – основные возбудители диареи у детей. В основе поражений – адгезия бактерий к эпителию кишечника с повреждением микроворсинок. Характерна водянистая диарея и выраженное обезвоживание. Эта группа, как правило, не опасна для взрослых. Сюда относят серогруппы: 020, 0111, 0125, 018, 026, 028, 033, 055, 0119, 0142, О18а,с и др. На вспышках, вызванных EPEC, источником чаще всего являются взрослые носители, поэтому на EPEC обязательно обследуют лиц, поступающих на работу в детские молочные кухни. Большинство EPEC лактозо- и сахарозопозитивны. Идентификацию осуществляют серологическим методом по выявлению О- и К-антигенов. Показано, что для наиболее патогенных штаммов характерно наличие определенных Н-антигенов: для О119  – Н6, О18 а, с – Н7, О142 – Н6 и т.д. Отмечается взаимосвязь наличия Н-антигена и определенного биохимического признака, например, EPEC О111 : Н2 – сахарозопозитивны, а О111 : Н12 – сахарозонегативны.

Энтерогеморрагические кишечные (ЕНЕС) палочки вызывают диарею с примесью крови (геморрагический колит), гемолитико-уремический синдром (гемолитическая анемия в сочетании с почечной недостаточностью). Наиболее частый серотип энтерогеморрагических кишечных палочек – О157 : Н7. Выделены впервые в Канаде (1982) при вспышке в доме престарелых (летальность более 18%). У этого штамма был обнаружен токсин, близкий к токсину S. dysenteriae 1.

В дальнейшем были обнаружены и другие серогруппы эшерихий (026), вызывающие геморрагический колит и гематурию (размножаются в эпителии мочевого пузыря). Группы риска – дети до 1 года и лица старше 60 лет. Вспышки зарегистрированы в Японии, США, Канаде. При геморрагических колитах эти эшерихии выделялись в 7-34%. Возбудители характеризуются лактозопозитивностью, не способны расщеплять сорбит, подвижны.

Энтероадгезивные E.coli (EAEC) не образуют цитотоксины, слабо изучены. Они возбудители банальных диарей. Впервые выделены в 1985 году при диареях неясной этиологии, при отсутствии эшерихий вышеназванных 4-х групп. Другие факторы патогенности пока не известны. Группа выделена временно[12].

 

ГЛАВА 5.

ИММУНИТЕТ И ИММУНОПРОФИЛАКТИКА

 

5.1 Вид, стойкость  иммунитета 

 

Иммунитет вырабатывается только в отношении одного сероварианта эшерихии – возбудителя эшерихиоза. Многообразие эшерихии делает этот иммунитет практически недейственным. В развитии иммунного состояния при заболевании детей большое значение имеет образование IgM-антител, которые не проходят через плаценту, а значит не передаются от матери. IgA-антитела к эшерихиям передаются ребенку от матери с грудным молоком.

Парентеральные эшерихиозы чаще возникают на фоне иммунодефицитных состояний. Надежный иммунитет к ним не вырабатывается[15].

Животных против эшерихиоза вакцинируют во всех развитых странах. Разработкой и совершенствованием коли-вакцин занимаются ведущие фирмы по производству биопрепаратов.

Первые вакцины против эшерихиоза телят начали применять в 40-х годах. Они представляли инактивированную микробную суспензию из местных штаммов кишечной палочки, выделенных от больных или павших животных, и предназначались для конкретных хозяйств, но зачастую использовались в хозяйствах районов и областей. Эффективность таких вакцин невысокая.

Начиная с 60-х годов, накапливаются знания об антигенной структуре эшерихий, факторах патогенности и их роли в иммуногенезе.

Молодняк, полученный от матерей, иммунизированных вакциной, содержащей адгезивные антигены и анатоксины, устойчив к эшерихиозу, потому что молозивные антитела, покрывая слизистую подобно защитной пленке, блокируют способность патогенных штаммов прикрепляться и размножаться в тонком кишечнике, то есть исключается пусковой механизм болезни.

Вакцины на основе адгезивных антигенов и анатоксинов универсальны для животных разных видов.

Известно, что у новорожденных животных факторы естественной защиты еще развиты слабо, и они не в состоянии обеспечить защиту от патогенных эшерихий. С целью создания колострального иммунитета за 1-2 месяца до родов вакцинируют стельных коров, супоросных свиноматок, суягных овец вакциной «Коливак».

Для создания пассивного иммунитета телятам вводят колипротектант ВИЭВ (взвесь убитой нагреванием культуры эшерихий одной серогруппы, отмытой от токсинов и консервированной формалином) перорально в дозе 10-15 мл за 30 минут до выпойки молозива и затем по 10 мл пять раз с молозивом в течение 2 дней.

Пушных зверей с целью создания колострального иммунитета вакцинируют поливалентной вакциной против сальмонеллеза и колибактериоза.

У птиц для создания трансовариального иммунитета аэрозольно вакцинируют родительское стадо инактивированной вакциной против колибактериоза за 7-10 суток до взятия от кур яиц на инкубацию. Пассивный иммунитет у цыплят, полученных из яиц вакцинированных кур, сохраняется до 20 суток. В дальнейшем цыплят и взрослую птицу вакцинируют с целью создания активного иммунитета аэрозольно или перорально (с питьем).

Для профилактики эшерихиоза применяют следующие биологические препараты:

1. Вакцина поливалентная гидроокисьалюминиевая формол-тиомерсаловая против эшерихиоза (колибактериоза) поросят, телят и ягнят. Ее готовят в двух вариантах:
1. вакцина против эшерихиоза поросят.
2. вакцина против эшерихиоза телят и ягнят.

Оба варианта включают эшерихии серологических групп, наиболее часто поражающих поросят, телят и ягнят.

Вакцина вызывает выработку специфических антител у телят, поросят и ягнят против возбудителя эшерихиоза.

Иммунитет наступает через 18-20 дней после введения первой дозы вакцины и сохраняется у взрослых животных в течение 5-6, у молодняка 3-4 месяцев, а после введения обогащенной адгезивными антигенами вакцины продолжительность иммунитета увеличивается на 1-2 месяца.

2. Коли-Вак К88 – вакцина против эшерихиоза поросят и Коли-Вак К99 – вакцина против эшерихиоза теляти ягнят.

Оба препарата готовят на основе поливалентной ГОА формол-тиомерсаловой вакцины против эшерихиоза (колибактериоза) поросят, телят и ягнят. Каждый вариант обогащают концентрированным антигеном К88 – для поросят и К99 – для телят и ягнят, что существенно повышает иммуногенность вакцины. Адгезивные антигены добавляются в количестве, необходимом для формирования у животных высокой напряженности. Содержание адгезивных антигенов в вакцине контролируется. Осложнений вакцина не вызывает.

3. Компонентные вакцины против эшерихиоза животных.
1. КолиВак К88, К99, 987Р, F41 и ТЛ-анатоксин – компонентная вакцина против эшерихиоза животных, содержащая адгезивные антигены К88, К99, 987Р,F41 и ТЛ-анатоксин. Готовят из природных штаммов –продуцентов адгезивных антигенов и ТЛ-анатоксина.
2. универсальная генно-инженерная вакцина против колидиареи поросят, телят, ягнят. Состоит из рекомбинантных штаммов-продуцентов К88, К99, 987Р, F41 и ТЛ-анатоксин.

Вакцина предназначена для профилактики эшерихиоза сельскохозяйственных животных и пушных зверей[16, 17].

 

5.2 Активная и пассивная профилактика. Специфические лечебные средства

 

Эшерихиозы – заболевания, связанные с низкой гигиенической культурой. Личная профилактика этих инфекций заключается в следовании гигиеническим нормам, в особенности при общении с детьми, мытье рук, пищевых продуктов, игрушек и предметов быта. Общая профилактика направлена на контроль соблюдения санитарно-гигиенического режима в детских учреждениях, предприятиях пищевой промышленности, лечебно-профилактических учреждениях, а также контроль над стоком канализационных отходов и состоянием источников воды.

Больные после перенесения эшерихиоза выписываются из стационара после клинического выздоровления, а также по результатам трехкратной бактериологической пробы.