Возбудитель холеры

 

Санкт-Петербургский государственный  университет

Медицинский факультет

 

Жарук Анастасия Дмитриевна

 

Возбудитель холеры

курсовая работа по микробиологии

2 курс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверил:

к.б.н., доцент

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2013

Оглавление

              

Стр.                                                  

Введение………………………………………………………………………………………….......3

История открытия Vibrio cholerae……………………………………………………………….….4

Семейство вибрионов…………………………………………………………………………….....6

Биологический свойства Vibrio cholerae………………………………………………………...…7

1. Морфологические свойства………………………………………………………………....7
2. Культуральные свойства…………………………………………………………………….8
3. Биохимический свойства…………………………………………………………………....8
4. Антигенная структура……………………………………………………………………….9
5. Патогенность………………………………………………………………………………..10

Холероген…………………………………………………………………………………………....11

Патогенез заболевания……………………………………………………………………………...14

Лабораторная  диагностика………………………………………………………………………....17

Лечение……………………………………………………………………………………………....19

Защитный  иммунный ответ………………………………………………………………………...20

Профилактика………………………………………………………………………………………..21

Вакцины……………………………………………………………………………………………...21

Заключение…………………………………………………………………………………………..24

Список литературы………………………………………………………………………………….25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Холера - острая кишечная инфекция, вызываемая бактериями вида Vibrio cholerae. На протяжении всей истории существующие в водной среде и высоко контагиозные микроорганизмы Vibrio сholerae становились причиной опустошительных эпидемий в мире. Шесть последовательных пандемий унесли жизни миллионов людей на всех континентах. Текущая пандемия вызвана биотипом холерного вибриона Эль-Тор, относящегося к серогруппе 01, она началась в Юго-восточной Азии в 1961 году[25]. Это привело впоследствии к возникновению вспышек заболевания в многочисленных странах Азии, Африки и Южной Америки. Начиная с 1992 года V.cholerae O139, который представляет собой новый и более вирулентный вариант серогруппы биотипа Эль-Тор, распространился во многих территориях Азии. Несмотря на наличие и доступность простого метода лечения путем оральной регидратации, маленькие дети и пожилые лица являются наиболее уязвимыми в отношении сильного обезвоживания организма при тяжелых формах холеры. Уровень летальности может превышать 20% от общей численности заболевших. По оценке Всемирной организации здравоохранения в 2010 году в мире было от 3 до 5 миллионов случаев заболевания холерой и 100—130 тысяч смертельных случаев[24].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

История открытия Vibrio cholerae

 

Холера  известна с незапамятных времен, она  указана в санскритской литературе, в трудах Гиппократа (греч. cholera, от chole — желчь и rheo — течь, истекать). Первое научное описание эпидемии болезни сделано в 1563 г. португальским врачом Garcia del Huerto в Индии. До 1817 г. болезнь наблюдалась лишь в исторических очагах инфекции в Южной Азии (бассейны рек Брахмапутры и Ганга)[17]. Распространяется, как правило, в форме эпидемий. Эндемические очаги располагаются в Африке, Латинской Америке, Индии и Юго-Восточной Азии. В 19-м веке холера распространилась из своего первоначального резервуара в дельте реки Ганг в Индии по всему миру.

Приоритет открытия возбудителя под названием  «холерный вибрион» принадлежит  флорентийскому патологу Ф. Пачини (l854), указавшему на основной, водный путь передачи инфекции. В 1883 году, во время эпидемии в Египте, Робертом Кохом был открыт вибрион холеры, по форме напоминающий запятую и названный поэтому "холерной запятой"[17]. 17 сентября Кох сообщил в Берлин, что в содержимом кишечников двенадцати холерных больных и десяти умерших от холеры найден общий для этого заболевания микроб и выращена его культура[22]. Но ему не удалось вызвать заболевания холерой путем инъекции этой культуры животным. К этому времени в Египте эпидемия уже начала затихать и дальнейшие исследования представлялись невозможными. Поэтому комиссия направилась в Индию, в Калькутту, где все еще гнездилась холера. Больные и умершие вновь были подвергнуты исследованиям, и опять был найден тот же микроб, что и в Египте, - те же имеющие форму запятой соединенные попарно бациллы[22]. У Коха и его сотрудников не оставалось ни малейшего сомнения в том, что именно этот микроб - возбудитель холеры.

Тот факт, что Р. Коху не удалось вызвать  заболевание путем инъекций культуры Vibrio cholera животным вызывал некоторые споры между ученными. Одним из оппонентов Коха в таком споре был немецкий врач-гигиенист Макс фон Петтенкофер. Он не отрицал правильности этого открытия как такового; он и сам думал о возбудителе, обладающем живой природой, но у него были другие представления об этом[21]. Прежде всего, он не верил в простую передачу инфекции и говорил: «В настоящее время вопрос в основном ставится о том, как подобраться к этой бацилле, как ее уничтожить или помешать ее распространению. Борьбу против микробов считают сейчас единственно действенной профилактикой и игнорируют целый ряд эпидемиологических факторов, которые решительно свидетельствуют против гипотезы о простой заразности холеры. Многие судят все больше по наблюдениям за «холерной запятой» в колбе или на стеклянной пластинке, или же в культурах, совершенно не заботясь о том, как выглядит картина холеры в процессе практического эпидемиологического распространения»[22]. Петтенкофер считал, что в каждом отдельном случае важную роль играет состояние здоровья человека, в частности функционирование желудка и кишечника, то есть состояние его иммунной системы. Немаловажными факторами он также считал состояние грунтовых вод и почвы[20]. Чтобы доказать Коху справедливость своей теории, Петтенкофер решил провести опыт на самом себе. Исторический опыт состоялся утром 7 октября 1892 года в Мюнхене, 73-летний президент Баварской Академии наук Петтенкофер проглотил культуру холерных вибрионов и выжил. Своему чудесному спасению, как предполагал Кох, он обязан тому, что микробы были лишены своей силы. Петтенкоферу умышленно прислали старую, ослабленную культуру, так как догадывались о его намерении[21]. Макс Петтенкофер в споре с Кохом, безусловно, был не прав. Но известно также и то, что возбудители болезней не всегда обладают одинаковой вирулентностью. Некоторые из них вызывают сильную, другие, наоборот, слабую инфекцию. Большую роль играет также сопротивляемость организма. Об этом знает каждый на основании своих повседневных наблюдений. Поэтому опыт, поставленный на себе Петтенкофером, был нежелательным, он поставил под угрозу целый город, так как исследователь намеренно отказывался от всяких мер предосторожности. Как и до начала опыта, он принимал и посещал больных, его выделения не дезинфицировались, неся тем самым миллиарды холерных вибрионов в городскую канализацию, и если бы вся эта история произошла с полноценными бациллами, то в Мюнхене, вероятно, с быстротой молнии разразилась бы эпидемия чудовищной силы[22]. А неудачи Роберта Коха в попытках заразить животных заключались в том, что холера – болезнь людей, а животные просто невосприимчивы к ней.

Позднее были обнаружены многочисленные вибрионы, не имеющие никакого отношения к  холере и отличавшиеся от её возбудителя  способностью лизировать эритроциты. В соответствии с этим гемолитические виды стали считать непатогенными. Критерий считали вполне обоснованным до выделения супругами Готшлих гемолитических вибрионов холеры из трупов мусульман-паломников, погибших от холероподобной инфекции на карантинной станции Эль-Тор в Египте в 1906 году[17]. Поскольку в то время эпидемии холеры не было, то и роль вибриона Эль-Тор осталась неясной. Но в 1939 г. возбудитель холеры биотипа Эль-Тор вызвал эпидемическую вспышку на острове Сулавеси (Индонезия), а позднее был признан этиологическим агентом седьмой пандемии холеры.

 

 

Семейство вибрионов

 

Холерные  вибрионы относятся к роду Vibrio семейства Vibrionaceae. Важное значение для эпидемиологического прогнозирования имеет изучение распространения вибрионов во внешней среде, особенно в воде открытых водоемов и местах забора и водопользования, а также в сточных водах. Имеется также точка зрения о роли в циркуляции холерного вибриона различных гидробионтов (рыбы, креветки, мидии), поскольку, во-первых, допускается размножение вибриона в теле гидробионтов, а во-вторых, отмечались вспышки в результате использования в пищу блюд, приготовленных из различных гидробионтов. Также вибрионы могут встречаться в кишечнике человека, теплокровных и холоднокровных животных. Многие вибрионы близки к холерному вибриону по ряду морфологических, культуральных и биохимических свойств. Некоторые из них способны вызывать различные патологические процессы. Особое место занимают НАГ-вибрионы (неагглютинирующиеся), являющиеся причиной холероподобных и диарейных заболеваний человека[13].

Все вибрионы -  факультативные анаэробы, представляющие собой подвижные изогнутые грамотрицательные палочки с одним или несколькими жгутиками на конце. Всем им, кроме Vibrio cholerae и Vibrio mimicus, для роста требуется хлористый натрий (галофильные вибрионы)[51]. Самое частое место их обитания - умеренно соленая вода заливов и устьев рек, по которым поднимается прилив. Вибрионы интенсивно размножаются в летние месяцы, когда температура воды превышает 20°С. Естественно, пик заболеваемости тоже приходится на теплое время года[7].

 

 

Биологические свойства Vibrio cholerae

 

1. Морфологические свойства

Холерный  вибрион представляет собой грамотрицательную  слегка изогнутую палочку в диаметре - 0,5 мкм, длина 2-4 мкм, с одним жгутиком на конце благодаря которому он отличается большой подвижностью[16]. Характеризуется значительным полиморфизмом: может иметь форму нитей, кокков, палочек. В исследуемом материале, вибрионы часто располагаются в виде стайки рыб. Хорошо окрашиваются водным фуксином Пффейфера и карболовым фуксином Циля[7].

 

Рис.1 Vibrio cholerae, ТЭМ.

 

2. Культуральные свойства

Холерный  вибрион нетребователен к питательным  средам, щелочелюбив, оптимальный рН 7,6—8,0, однако хороший рост отмечается и при рН 9,2. Факультативный анаэроб. Растет при температуре от 16 до 40°С (оптимум 37°С). В щелочных средах быстро размножается, опережая рост других микробов. На 1% пептонной воде уже через 6— 8 ч отмечается обильный рост в виде нежной голубовато-серой пленки; остальная часть среды лишь слегка диффузно мутнеет. На чашках со щелочным агаром через 10—12 ч вырастают гладкие, плоские, полупрозрачные, колонии с голубоватым оттенком. Для посева культуры используют щелочной агар, желчно-солевой агар, щелочной агар с кровью, наилучшей является TCBS — агар (агар с тиосульфатом, цитратом, солями желчных кислот и сахарозой)[7].

 

3. Биохимические свойства

Холерный  вибрион расщепляет с образованием кислоты без газа многие углеводы (глюкозу, сахарозу, маннозу, маннит, лактозу, левулезу, гликоген, крахмал). По отношению к трем сахарам (триада Хейберга) - сахарозе, маннозе и арабинозе вибрионы делят на восемь биохимических групп, холерный вибрион относится к первой группе (разлагает сахарозу и маннозу и не ферменитрует арабинозу). Продуцируют такие ферменты как лецитиназа, липаза, РНК-аза, муциназа, нейраминидаза, гиалуронидаза[7]. Способность восстанавливать нитраты в нитриты и образовывать индол лежит в основе положительной нитрозоиндоловой пробы[19].

Благодаря наличию протеолитических ферментов  холерный вибрион разлагает желатин, казеин, свертывает молоко и разлагает белковые препараты до индола и аммиака. При посеве в столбик мясо-пептонного желатина через 48 ч наблюдается воронкообразное разжижение среды по ходу укола. Для дифференциации биотипов холерных вибрионов используют способность вибриона Эль-Тор расти на среде с антибиотиком полимиксином и вызывать гемагглютинацию куриных эритроцитов, отсутствующую у классического биотипа холерного вибриона[16].

 

4. Антигенная структура

Вид V.cholerae делят на биотипы, серогруппы и серовары. Основные биотипы - классический (V.cholerae biotype cholerae) и Эль-Тор (V.cholerae biotype eltor). Серогруппы выделяют по структуре О- антигенов, в основной О1 группе холерных вибрионов выделяют серовары Огава, Инаба и Хикоджима.

У холерных вибрионов выделяют термостабильные О- антигены и термолабильные Н-антигены. По структуре О- антигенов выделено 139 серогрупп, биотипы Эль-Тор и классический объединены в 01 группу (типируются 01-антисывороткой)[16].

О-антиген 01 группы неоднороден и включает общий А-компонент и два типоспецифических - В и С. Соответственно их наличию серовар Огава имеет сочетание АВ, Инаба -АС, Хикоджима - АВС.

Холерный  вибрион может переходить из S- в R- форму, не агглютинироваться О- сывороткой. В связи с антигенной структурой для идентификации V.cholerae используют О- сыворотку, OR- сыворотку (для выявления OR- и R- диссоциантов), типоспецифические сыворотки Инаба (С) и Огава (В). В 90- е годы выявлен новый серовар V.cholerae 0139, не агглютинирующийся вышеуказанными сыворотками, по остальным свойствам мало отличающийся от холерного вибриона 01 группы.

Не типируемые основной 01 сывороткой (т.е. не относящиеся к 01 группе) вибрионы называются неагглютинирующими (НАГ) вибрионами- холероподобными или парахолерными. Они имеют общий с холерным вибрионом Н- антиген, но отличаются по О- антигену.

По Н- антигену выделяют группы А и В, холерные вибрионы входят в группу А. Вибрионы группы В имеют неоднородную структуру О- антигена и подразделяются на шесть серологических подгрупп[2].

Биотипы Эль-Тор и классический холерного вибриона патогенны только для человека. В естественных условиях животные не болеют холерой. Экспериментально удается заразить морских свинок, кроликов-сосунков, котят, обезьян введением культуры холерного вибриона в желудок с предварительной нейтрализацией желудочного сока раствором бикарбоната натрия. Однако клиническая картина болезни у них иная, чем у человека. Животные погибают в течение нескольких дней при явлениях энтерита[13].

 

5. Патогенность

Геном V. cholerae состоит из двух циркулярных хромосом: большой и малой. Все гены, необходимые для жизнедеятельности и реализации патогенного начала, локализованы на большой хромосоме. Малая хромосома содержит интегрон, который захватывает и экспрессирует кассеты антибиотикорезистентности[3].

Основные  факторы патогенности[4]:

1. Подвижность (жгутик содержит адгезины) и хемотаксис;

2. Ферменты  способствуют адгезии и колонизации,  взаимодействию с эпителиальными клетками: муциназа (разжижает слизь), нейтаминидаза (взаимодействие с микроворсинками, создание посадочной площадки), лецитиназа и другие;

3. Эндотоксин  — термостабильный липополисахарид, схожий по структуре и свойствам с другими эндотоксинами грамотрицательных бактерий;

4. Экзотоксин  — холероген - главный фактор патогенности, термолабильный белок. Синтез холерогена — важнейшее, генетически детерминированное свойство холерного вибриона;