Escherichioses (genus Escherichia, E. coli)

Ang pangunahing kinatawan ng genus Escherichia - E. coli - ay unang natuklasan noong 1885 ni T. Escherich, kung saan natanggap ng genus ng bakterya ang pangalan nito. Mga pangunahing tampok ng genus na ito: peritrichous (o non-motile), ferment lactose na may pagbuo ng acid at gas (o lactose-negative), hindi lumalaki sa medium ng gutom na may citrate, negatibo ang reaksyon ng Voges-Proskauer, positibo ang MR test, walang phenylalanine deaminase, hindi lumalaki sa medium na may G0 + CCN-5% na nilalaman ng DNA.

Kasama sa genus Escherichia ang hindi bababa sa 7 species; ang partikular na kahalagahan sa medisina ay ang species na E. coli, partikular ang mga variant na nagdudulot ng mga sakit ng tao. Ang mga ito ay nahahati sa 2 pangunahing grupo: ang mga nagdudulot ng extraintestinal disease at ang mga nagdudulot ng acute intestinal disease (AID). Ang mga kinatawan ng una ay nahahati sa tatlong pangkat ng pathological:

1. meningeal (MENEC - meningitis E. coli);
2. septicemic (SEPEC - septicemia E. coli) at
3. uropathogenic (UPEC - uropathogenic E. coli).

Sa turn, ang mga variant ng E. coli na nagdudulot ng acute respiratory infection ay unang nahahati sa sumusunod na 4 na kategorya: enterotoxigenic E. coli (ETEC); enteroinvasive E. coli (EIEC); enteropathogenic E. coli (EPEC) at enterohemorrhagic E. coli (EHEC). Kasunod nito, dalawa pang kategorya ang natukoy: enteroaggregative E. coli (EAEC) at diffusely aggregative E. coli (DAEC).

Bilang karagdagan, ang E. coli ay ginagamit sa mga internasyonal na pamantayan bilang isang tagapagpahiwatig ng antas ng kontaminasyon ng faecal ng tubig, lalo na ang inuming tubig, at mga produktong pagkain.

Ang karaniwang strain ng E. coli (E. coli K-12) ay malawakang ginagamit sa mga laboratoryo sa maraming bansa sa buong mundo upang pag-aralan ang genetics ng bacteria.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Morpolohiya

Ang E. coli ay isang facultative anaerobe, lumalaki nang maayos sa conventional nutrient media - ang mga kolonya sa agar ay bilog, matambok, translucent. Ang paglaki sa sabaw ay nasa anyo ng nagkakalat na labo. Ang pinakamainam na temperatura para sa paglago ay 37 °C, lumalaki sa saklaw mula 10 hanggang 45 °C, ang pinakamainam na pH ay 7.2-7.5. Sa lahat ng differential diagnostic media, ang mga kolonya ng E. coli decomposing lactose ay may kulay sa kulay ng indicator (sa Endo medium - dark crimson na may metallic sheen).

Mga katangian ng biochemical

Sa karamihan ng mga kaso, ang E. coli ay may kakayahang mag-ferment ng mga sumusunod na carbohydrates upang bumuo ng acid at gas: glucose, lactose, mannitol, arabinose, galactose, minsan sucrose at ilang iba pang carbohydrates; bumubuo ng indol; karaniwang hindi bumubuo ng H2S _; binabawasan ang mga nitrates sa nitrites, hindi nagpapatunaw ng gelatin, hindi lumalaki sa medium ng gutom na may citrate, nagbibigay ng positibong reaksyon sa MR at negatibong reaksyon sa Voges-Proskauer. Sa pamamagitan ng mga palatandaang ito, madali itong makilala mula sa mga pathogen ng isang bilang ng mga sakit (dysentery, typhoid fever, salmonellosis, atbp.). Gayunpaman, ang pathogenic E. coli ay madalas na hindi naiiba sa mga hindi pathogenic alinman sa kultura o biochemical na mga katangian.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Pathogenicity factor ng E. coli

Ang kakayahan ng E. coli na magdulot ng iba't ibang sakit ay dahil sa pagkakaroon ng mga sumusunod na kadahilanan ng pathogenicity:

Mga kadahilanan ng pagdirikit at kolonisasyon. Ang mga ito ay kinakailangan para sa attachment sa tissue cells at ang kanilang kolonisasyon. Tatlong variant ng colonization factor ang natuklasan: a) CFA/I-CFA/VI (colonization factor) - mayroon silang fimbrial structure; b) EAF (enteropathogenic E. coli adherence factor) - intimin - isang panlabas na lamad na protina, na naka-encode ng eaeA gene. Natagpuan sa 4 at EHEC, natutukoy ito sa pamamagitan ng kakayahan ng bakterya na ilakip sa mga selulang Hep-2; c) Adhesion Henle-407 - mga istruktura ng fimbrial, na nakita ng kakayahan ng bakterya na ilakip sa mga selula ng Henle-407. Ang lahat ng mga ito ay naka-encode ng plasmid genes. Bilang karagdagan sa kanila, ang iba pang mga kadahilanan ng kolonisasyon ay inilarawan, na maaari ring isama ang mga bacterial lipopolysaccharides.

Mga kadahilanan ng pagsalakay. Sa kanilang tulong, ang EIEC at EHEC, halimbawa, ay tumagos sa mga selula ng epithelial ng bituka, dumami sa kanila at nagiging sanhi ng kanilang pagkawasak. Ang papel na ginagampanan ng mga kadahilanan ng pagsalakay ay ginagampanan ng mga protina ng panlabas na lamad.

Mga Exotoxin. Ang pathogen E. coli ay natagpuan na naglalaman ng mga exotoxin na pumipinsala sa mga lamad (hemolysin), pumipigil sa synthesis ng protina (Shiga toxin), at nagpapagana ng mga pangalawang mensahero (messenger - komunikasyon) - mga lason na CNF, ST, CT, CLTD, EAST.

Ang mga hemolysin ay ginawa ng iba't ibang mga pathogen, kabilang ang E. coli. Ang Hemolysin ay isang pore-forming toxin. Ito ay unang nagbubuklod sa target na cell lamad at pagkatapos ay bumubuo ng isang butas sa loob nito, kung saan ang maliliit na molekula at mga ion ay pumapasok at lumabas, na humahantong sa pagkamatay ng cell at erythrocyte lysis.

Ang Shiga toxin (STX) ay unang natuklasan sa Shigella dysenteriae, at pagkatapos ay isang katulad na lason (Shiga-like toxin) ay natagpuan sa EHEC. Hinaharang ng toxin (N-glycosidase) ang synthesis ng protina sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan sa 28S rRNA, na nagreresulta sa pagkamatay ng cell (cytotoxin). Mayroong dalawang uri ng Shiga-like toxin: STX-1 at STX-2. Ang STX-1 ay halos magkapareho sa Shiga toxin sa mga antigenic properties nito, habang ang STX-2 ay naiiba sa Shiga toxin sa mga antigenic properties nito at, hindi katulad ng STX-1, ay hindi neutralized ng antiserum dito. Ang synthesis ng STX-1 at STX-2 cytotoxins ay kinokontrol sa E. coli ng mga gene ng moderate converting prophages 9331 (STX-1) at 933W (STX-2).

• Toxin L (heat-labile toxin) ay isang ADP-ribosyltransferase; sa pamamagitan ng pagbubuklod sa isang protina ng G, nagiging sanhi ito ng pagtatae.
• ST toxin (thermotable toxin), na nakikipag-ugnayan sa guanylate cyclase receptor, pinasisigla ang aktibidad nito at nagiging sanhi ng pagtatae.
• Ang CNF (cytotoxic necrotic factor) ay isang deamidase protein na pumipinsala sa tinatawag na RhoG proteins. Ang lason na ito ay matatagpuan sa UPEC, na nagiging sanhi ng impeksyon sa ihi.
• Ang CLTD toxin ay isang cytolethal disintegrating toxin. Ang mekanismo ng pagkilos ay hindi gaanong nauunawaan.
• Ang EAST toxin ay isang heat-stable na lason ng enteroaggregative E. coli (EAEC), malamang na katulad ng heat-stable na lason (ST).

Ang mga endotoxin ay lipopolysaccharides. Tinutukoy nila ang antigenic specificity ng bacteria (na tinutukoy ng paulit-ulit na side chain ng mga sugars) at ang hugis ng mga kolonya (ang pagkawala ng side chain ay humahantong sa pagbabago ng S-colonies sa R-colonies).

Kaya, ang mga kadahilanan ng pathogenicity ng E. coli ay kinokontrol hindi lamang ng mga chromosomal genes ng host cell, kundi pati na rin ng mga gene na ipinakilala ng plasmids o temperate converting phages. Ang lahat ng ito ay nagpapahiwatig ng posibilidad ng paglitaw ng mga pathogenic na variant ng E. coli bilang isang resulta ng pagkalat ng mga plasmids at mapagtimpi phages sa kanila. Nasa ibaba ang isang maikling paglalarawan ng 4 na kategorya ng E. coli na nagdudulot ng acute respiratory infections; Ang impormasyon sa mga kamakailang natukoy na kategoryang DAEC at EAEC ay hindi natagpuan sa mga mapagkukunang magagamit sa amin.

Kasama sa ETEC ang 17 serogroup. Ang adhesion at colonization factor ng fimbrial structure ng CFA type at enterotoxins (LT o ST, o pareho) ay naka-encode ng parehong plasmid(s). Kolonisahin nila ang villi nang hindi sinisira ang mga ito. Ang mga enterotoxin ay nagdudulot ng paglabag sa metabolismo ng tubig-asin. Ang lokalisasyon ng proseso ay ang maliit na bituka. Ang infective dose ay 108-1010 cells. Ang sakit ay nagpapatuloy bilang pagtatae na tulad ng kolera. Ang uri ng mga epidemya ay waterborne, mas madalas na foodborne. Apektado ang mga batang may edad 1 hanggang 3 taon at matatanda.

Kasama sa EIEC ang 9 na mga serogroup, ang pathogenicity ay nauugnay sa kakayahang tumagos sa mga epithelial cells ng bituka mucosa at dumami sa loob ng mga ito, na nagiging sanhi ng kanilang pagkawasak. Ang mga katangiang ito ay naka-encode, bilang karagdagan sa mga chromosomal genes, ng mga plasmid genes (140 MD). Ang plasmid ay nag-encode ng synthesis ng mga protina ng panlabas na lamad, na tumutukoy sa pagsalakay. Parehong ang plasmid mismo at ang mga protina na na-encode nito ay nauugnay sa mga pathogens ng dysentery, na nagpapaliwanag ng pagkakapareho ng EIEC sa shigella. Ang infective na dosis ay 10s cells. Ang lokalisasyon ng proseso ay ang mas mababang ileum at malaking bituka. Ang sakit ay nagpapatuloy bilang dysentery: sa una ay matubig na pagtatae, pagkatapos ay colitic syndrome. Ang mga batang 1.5-2 taong gulang, mga kabataan at matatanda ay may sakit. Uri ng paglaganap - pagkain, tubig.

Epidemiology

Ang E. coli ay isang kinatawan ng normal na microflora ng bituka ng lahat ng mga mammal, ibon, reptilya at isda. Samakatuwid, upang linawin ang tanong kung aling mga variant ng E. coli at kung bakit nagiging sanhi ng escherichiosis, kinakailangan na pag-aralan ang istraktura ng antigen, bumuo ng isang serological na pag-uuri na kinakailangan para sa pagtukoy ng mga pathogenic serovariants, at alamin kung anong mga pathogenicity na kadahilanan ang taglay nila, ibig sabihin, kung bakit sila ay may kakayahang magdulot ng iba't ibang anyo ng escherichiosis.

Ang E. coli ay may 171 O-antigen variant (01-0171), 57 H-antigen variant (H1-H57) at 90 surface (capsular) K-antigen variant. Gayunpaman, sa katotohanan mayroong 164 O-antigen na grupo at 55 H-antigen serovariant, dahil ang ilan sa mga nakaraang 0:H serogroup ay hindi kasama sa E. coli species, ngunit ang mga ordinal na numero ng O- at H-antigens ay nanatiling hindi nagbabago. Ang mga antigenic na katangian ng diarrheagenic E. coli ay kinabibilangan ng O- at H-antigen number, halimbawa, 055:116; 0157:H7; Ang O-antigen ay nagpapahiwatig na kabilang sa isang tiyak na serogroup, at ang H-antigen ay ang serovariant nito. Bilang karagdagan, ang isang mas malalim na pag-aaral ng O- at H-antigens ay nagsiwalat ng tinatawag na factor O- at H-antigens, ibig sabihin, ang kanilang mga antigenic subvariant, tulad ng H2a, H2b, H2c o O20, O20a, O20ab, atbp. Sa kabuuan, ang listahan ng mga diarrheagenic na E. coli ay kinabibilangan ng 43 O-serovariants. Ang listahang ito ay patuloy na dinadagdagan ng mga bagong serovariant.

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ]

Mga sintomas

Kasama sa grupo ang 9 class 1 serogroups at apat na class 2 serogroups. Ang mga class 1 serogroup ay may plasmid (60 MDa) na kumokontrol sa synthesis ng adhesion at colonization factor ng EAF type. Ito ay kinakatawan ng isang protina na naisalokal sa panlabas na lamad at nakita ng kakayahan ng bakterya na ilakip sa mga selula ng HEp-2. Ang protina ay may mw na 94 kDa. Ang Class 2 serogroups ay walang ganitong plasmid; ang kanilang pathogenicity ay dahil sa ilang iba pang mga kadahilanan. Ang ilang mga strain ng parehong mga klase ay natagpuan na magagawang i-synthesize ang STX. 4 kolonisahan ang plasma lamad ng mga enterocytes, na nagiging sanhi ng pinsala sa epithelial surface na may pagbuo ng mga erosions at katamtamang pamamaga. Ang nakakahawang dosis ay 105-10 ¹² cell. Ang proseso ay naisalokal sa maliit na bituka. Ang sakit ay nailalarawan sa pamamagitan ng matubig na pagtatae at matinding pag-aalis ng tubig. Karamihan sa mga bata sa unang taon ng buhay ay may sakit. Ang paraan ng impeksyon ay contact-household, mas madalas na food-borne.

Ang mga Serogroup na EIEC at 4 ay ang pinakakaraniwang sanhi ng mga nosocomial outbreak.

Ang mga EHEC ay gumagawa ng mga cytotoxin na STX-1 at STX-2. Nagdudulot sila ng hemorrhagic colitis sa mga tao na may malubhang komplikasyon tulad ng hemolytic uremia at thrombotic thrombocytopenic purpura. Sinisira ng mga lason ang mga endothelial cells ng maliliit na daluyan ng dugo. Ang pagbuo ng mga clots ng dugo at pag-deposito ng fibrin ay humantong sa kapansanan sa daloy ng dugo, pagdurugo, ischemia, at nekrosis sa dingding ng selula. Ang uremic hemolytic syndrome ay maaaring nakamamatay. Ang mga EHEC ay kinakatawan ng maraming serotypes (-150), ngunit ang pangunahing epidemiological role ay ginampanan ng E. coli 0157-H7 at ang flagellate mutant nito na E. coli 0157:NM, dahil sila lamang ang gumagawa ng STX. Ang mga strain ng bacteria na ito ay maaari lamang maglabas ng isa sa mga cytotoxin o pareho nang sabay-sabay. Ito ay pinaniniwalaan na ang natural na reservoir ng EHEC serovar, kabilang ang E. coli 0157:H7, ay mga baka at tupa. Ang pinakakaraniwang ruta ng impeksyon ay ang pagkain (karne, lalo na ang tinadtad na karne; gatas). Ang E. coli 0157:H7 ay hindi karaniwang lumalaban sa mga hindi kanais-nais na salik. Nakakatulong ito sa kaligtasan at pagpaparami nito sa iba't ibang produkto. Posible ang impeksyon sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay sa mga gamit sa bahay. Ang simula ng sakit ay talamak: nangyayari ang mga bituka ng bituka, pagkatapos ay pagtatae, sa una ay puno ng tubig, pagkatapos ay duguan. Ang mga bata at matatanda ay may sakit. Nakakahawa ang taong may sakit.

Mga diagnostic sa laboratoryo

Ito ay batay sa paghihiwalay ng isang purong kultura ng pathogen at pagkakakilanlan nito, pati na rin sa pagsubok ng mga lason gamit ang PCR. Ang causative agent ng escherichiosis ay kinilala gamit ang isang set ng polyvalent OK-sera at isang set ng adsorbed sera na naglalaman ng mga antibodies lamang sa ilang antigens. Ang isang keratoconjunctival test ay maaaring gamitin upang makilala ang EIEC. Ang ilang mga kinatawan ng EIEC ay hindi kumikibo at hindi nagbuburo ng lactose at salicin. Ang pagkakakilanlan ng E. coli 0157:H7 ay pinadali ng kawalan nito ng kakayahang mag-ferment ng sorbitol (Endo medium na may sorbitol ang ginagamit sa halip na lactose). Ngunit pinakamainam na gumamit ng mga sistema ng pagsusuri sa PCR para sa pagtukoy at pag-iiba ng mga pathogen ng OKZ (lahat ng mga kategorya). Kung kinakailangan, ang sensitivity ng mga nakahiwalay na pathogens sa antibiotics ay tinutukoy.

Paggamot ng E. coli

Iba't ibang antibiotic ang ginagamit. Ang mga solusyon sa oral saline ay ginagamit upang maibalik ang nabalisa na metabolismo ng tubig-asin. Ginagawa ang mga ito sa mga bag ng cellophane sa anyo ng mga pulbos na naglalaman ng NaCl - 3.5 g; NaHC03 - 2.5 g; KCl - 1.5 g at glucose - 20.0 g at dissolved sa 1 litro ng tubig.