CC BY
25МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ (MEDICAL SCIENCE) УДК 616.24-002.5
Тренева А.В.
студент 6 курса лечебного факультета Филиала частного учреждения образовательной организации высшего образования «Медицинский университет «Реавиз» (Россия, г. Москва)
Шамхалова М.А.
студент 6 курса лечебного факультета Филиала частного учреждения образовательной организации высшего образования «Медицинский университет «Реавиз» (Россия, г. Москва)
Научный руководитель: Ионов С.Н.
к.м.н., д.б.н, профессор, Филиала частного учреждения образовательной организации высшего образования «Медицинский университет «Реавиз» (Россия, г. Москва)
АНАЛИЗ ВСПЫШЕК ОКЗ, ВЫЗВАННЫХ ESCHERICHIA COLI
Аннотация: в статье описаны основные штаммы Escherichia coli, различающиеся по вирулентности и иммуногенности. Проанализированы крупные вспышки заболеваний ОКЗ, вызванных Escherichia coli.
Ключевые слова: штаммы Escherichia coli: энтерогеморрагические Escherichia coli, шига-токсинпродуцирующие Escherichia coli; эпидемиологические вспышки, острые кишечные инфекции, эпидемиологическое расследование.
Актуальность темы: ОКИ имеют большую вариабельность, широко распространены, приводят к структурным изменениям во всем организме; отсутствие лечения приводит к тяжелым осложнениям вплоть до смерти. Поэтому важно понимать особенности заболевания для снижения летальности и предупреждения развития осложнений.
Материалы и методы. Была изучена и проанализирована отечественная и зарубежная литература. Применён информационно-аналитический метод.
Эшерихии относятся к типу Proteobacteria, классу Gammaproteobacteria, порядку Enterobacterial, семейству Enterobacteriaceae, роду Escherichia. Основной вид, который имеет наибольшее значение для медицины , это Escherichia coli (кишечная палочка). Подразделяются по антигенным свойствам на серогруппы. Эшерихии были открыты в 1885 г. немецким педиатром, профессором клиники детских болезней Т. Эшерихом. Он их выделил из кала ребенка, больного "детской холерой" и назвал Bacterium coli communis [1].
Escherichia coli являются аэробами или факультативными анаэробами, длительно сохраняет жизнеспособность на объектах во внешней среде, оптимальная температура роста 35-37 градусов. По данным ВОЗ бактерии погибают при нагревании продуктов до температуры 70 °С и выше.
В настоящее время установлено 5 групп патогенных штаммов Escherichia coli, различающихся по механизмам патогенеза, свойствам вирулентности и иммунологическим свойствам: энтеротоксигенный, энтеропатогенный, энтероаггрегативный, энтероинвазивный и веротоксинпродуцирующий [10].
Энтеротоксигенные штаммы E. coli образуют энтеротоксины и обладают адгезивными фимбриями. Этот штамм способен прикрепляться к клеткам и индуцировать в них изменения, обеспечивающие инвазию возбудителя. Энтеропатогенные кишечные палочки имеют два важных фактора вирулентности: фактор колонизации, за счет которого происходит прилипание ETEC к энтероцитам тонкой кишки и токсический фактор: штаммы ETEC
продуцируют термолабильные (LT) и/или термостабильные (ST) энтеротоксины, вызывающие секрецию сока и электролитов, что приводит к водянистой диарее. ETEC не разрушают кисточковую кайму и не внедряются в слизистую оболочку кишечника. В развивающихся странах эти штаммы служат основной причиной диареи детей.
Энтероинвазивные штаммы E. coli способны инвазировать эпителиальные клетки ободочной кишки и размножаться в них, вызывают у людей болезнь, схожую с шигеллезом. Патогенные свойства энтероинвазивных кишечных палочек обусловлены плазмидой 160мД контактного гемолизина клеточной оболочки бактерий.
Энтеропатогенные штаммы кишечных палочек чаще всего развиваются в тонком кишечнике у детей первого года жизни, в том числе новорожденных, их патогенные свойства обусловлены плазмидой 60 Мд фимбрий.
Веротоксинпродуцирующий штамм вызывает повреждение эндотелия мелких сосудов, особенно легких, печени и почек [14].
Энтероаггретативный штамм опасен для лиц с ослабленной иммунной системой, для них характерно легкое, но длительное течение.
Токсигенные свойства Escherichia coli вызваны эндотоксинами и экзотоксинами.
К экзотоксинам относятся энтеротоксины и шига-подобные токсины. Энтеротоксины нарушают водно-солевой обмен (стимулируют гиперсекрецию эпителиальными клетками кишечника ионов натрия, калия, хлора, бикарбонат-ионов), они способствуют развитию диареи. Шига-подобные токсины внутри энтероцитов блокируют биосинтез белка. Кишечные палочки, продуцирующие Шига-подобный токсин, обозначаются как STEC. К этой группе относится штамм E. coli О157:Н7. Именно этот токсин обусловливает развитие геморрагического колита, гемоли-тикоуремического синдрома (ГУС, HUS).
Эндотоксины представляют собой липополисахарид (ЛПС), который вызывает повреждение сосудов микроциркуляторного русла слизистой оболочки
кишечника, обусловливает экспрессию цитокинов, что приводит к развитию воспаления [1].
Вспышка острой кишечной инфекции (ОКИ), осложненная развитием гемолитикоуремического синдрома (ГУС), была зарегистрирована 21 мая 2011 г. в Германии и была вызвана энтероаггрегативной шига-токсин-продуцирующей E. coli серотипа 0104:H. До этой вспышки данный возбудитель крайне редко встречался у людей и никогда не обнаруживался у животных или в пищевых продуктах. Является одной из самых крупных вспышек EHEC/STEC и ГУС в мире.
В результате ГУС происходит развитие тромбоцитопении, гемолитической анемии, а так же острой почечной недостаточности ,что представляет опасность особенно для пожилых людей и детей младшего возраста. Летальность достигает 10% и более, а также возможно развитие осложнений в виде диабета, хронической почечной недостаточности, различных неврологических нарушений [8,9].
По официальным данным ВОЗ на 23.06.2011 г. число заболевших достигло 3792 случаев (включая 2938 случаев ОКИ и 854 случая, осложненных развитием ГУС), из них 43 со смертельным исходом. Среди заболевших преобладали лица от 20 лет и старше (88%), женщины составляли более 70%. Случаи ОКИ с развитием ГУС также были отмечены в 14 странах Евросоюза (Дания, Франция, Нидерланды, Норвегия, Австрия, Испания, Швеция, Швейцария и др.), а также в США и Великобритании. Почти все заболевшие в перечисленных странах в мае— июне 2011 г. посещали северные районы Германии или имели контакты с заболевшими ОКИ, вовлеченными в эту вспышку [13].
Подвижная E. coli с типичными культурально-ферментативными свойствами (лактоза+, сорбит+) принадлежит к серологической группе О104 (серотип О104:Н4), который в 2001 г. уже выявляли дважды в Германии, и единожды в Корее в 2005 г. [9, 13].
В институте Роберта Коха (Берлин) провели подробное изучение данного штамма E. coli 0104:H4 [12], в процессе которого определили, что это подвижная E. coli с типичными культурально-ферментативными свойствами (лактоза+, сорбит+); принадлежит к серологической группе 0104 (серотип 0104:H4); имеет ген, кодирующий продукцию шига-токсина 2 типа (stx2), характерного для EHEC/STEC. Так же «вспышечный штамм» не имеет гена еае (кодирует фактор адгезии интимин) и гена hlyA (кодирует продукцию энтерогемолизина) [9]. Данный штамм характеризуется резистентностью к ß-лактамным антибиотикам, (за счет продукции ß-лактамаз) и к другим антимикробным препаратам, (стрептомицину, налидиксовой кислоте, тетрациклину,
триметоприм/сульфаметоксазолу [11].
"Вспышечный" штамм содержит факторы патогенности двух групп диареегенных эшерихий (EHEC/STEC и ЕАЕС). Данные геномного исследования позволяют предположить, что штамм энтероаггрегативной E. coli получил ген stx2 от шигатоксин-продуцирующей E. coli. [3].
Вероятно, что частота развития ГУС у заболевших, обусловлена усиленной адгезией штамма к эпителию кишечника, что в свою очередь способствует системному всасыванию шига-токсина [4].
В результате эпидемиологического расследования удалось определить предполагаемый фактор передачи - проростки бобовых культур. Не исключена контаминация продуктов этим возбудителем в результате деятельности человека [5]. Постановка этиологического диагноза ОКИ необходима, так как назначение адекватной терапии на ранней стадии заболевания способно снизить риск развития ГУС и почечной недостаточности, и улучшить исход заболевания. Назначение антимикробной терапии при EHEC/STEC-инфекции может ухудшить состояние пациента [6]. Быстрая идентификация возбудителей необходима для выявления новых сероваров. Это позволит эффективно и своевременно проводить противоэпидемические и профилактические мероприятия.
Похожий случай вспышки ОКИ был зафиксирован летом 2018 г. в Грузии.
Еще один случай вспышки ОКИ наблюдался в г.Санкт-Петербурге в период с 21.05.2013 по 12.07.2013 г., было зарегистрировано более 5000 случаев ОКИ, 64 из них сопровождались явлениями ГК(геморрагический колит), 6 — осложнялись ГУС. Из 64 заболевших 62 человека, в т.ч. 48 детей и 14 взрослых, были госпитализированы, 1 ребенок умер.
Инкубационный период болезни приходился примерно на 1-4 сутки. Клинические проявления ГК начинались с повышения температуры, слабости, рвоты и чаще всего возникновением водянистой диареи, в последствии переходящая в геморрагическую. Проявления ГУС наблюдались на 4-5 сутки от начала заболевания.
Предполагается, что фактором передачи возбудителей STEC-инфекции, являлось сырое молоко, реализованное через молокоавтоматы. В образцах молока были обнаружены ДНК E. coli О157:Н7, выделенные из них культуры E. coli имели гены синтеза шига-токсина 2-го типа. Также данный фактор передачи подтверждает быстрый спад инфекции после прекращения реализации сырого молока из автоматов.
Выделенные в результате исследования STEC-штаммы, были чувствительны ко всем использованным антимикробным препаратам: ß-лактамам, включая цефалоспорины и карбапенемы, хинолонам, аминогликозидам, нитрофуранам, тетрациклинам, хлорамфениколу, ко-тримоксазолу, фосфомицину и колистину [2].
Выводы
1. Эпидемия, возникшая в 2011г в странах СНГ, сопровождалась разрушением эритроцитов с развитием острой почечной недостаточности. Отсутствие мониторинга за возбудителями кишечных инфекций со стороны противоэпидемических служб привело к тому, что число заболевших достигло 3792 случаев (включая 2938 случаев ОКИ и 854 случая, осложненных развитием ГУС), из них 43 со смертельным исходом.
2. Близкие контакты людей являются одним из основных путей передачи инфекции.
3. Употребление пастеризованного молока во много раз снижает риск заболевания STEC-инфекцией
4. Постановка этиологического диагноза ОКИ необходима, так как назначение адекватной терапии на ранней стадии заболевания способно снизить риск развития ГУС и почечной недостаточности, и улучшить исход заболевания. Назначение антимикробной терапии при EHEC/STEC-инфекции может ухудшить состояние пациента [7].
5. Быстрая идентификация возбудителей необходима для выявления новых сероваров. Это позволит эффективно и своевременно проводить противоэпидемические и профилактические мероприятия.
6. Усовершенствование диагностики данной группы заболеваний, необходима для минимизации осложнений.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Литусов Н.В. Иллюстрированное пособие Эшерихии //изд.: ГБОУ ВПО Уральский государственный медицинский университет. Екатеринбург, 2016г - 36с
Г.Г. Онищенко, И.А. Дятлов, Э.А. Светоч и др. Молекулярно-генетическая характеристика шига-токсинпродуцирующих Escherichia coli, выделенных при вспышке пищевой инфекции в Санкт-Петербурге в 2013 году // Вестник РАМН. 2015; 1: 70-81
BGI releases the complete map of the Germany E. coli O104 genome and attributed the strain as a category of Shiga toxin-producing enteroaggregative Escherichia coli (STpEAEC). — 16.06.2011. URL: http://www.bgisequence.com/eu/newsandevents/news/bgi-releasesthe-complete-map-of-the-germany-e-coli-o104-genome
Bielaszewska M., Mellmann A., Zhang W. et al. Characterisation of the Escherichia coli strain associated with an outbreak of haemolytic uraemic syndrome in Germany, 2011: a microbiological study / Lancet Infectious Diseases, Early Online Publication. — 23 June 2011. URL: http://www.thelancet.com/journals/laninf/article/PIIS 1473- 3099%2811%2970165-7/fulltext EHEC outbreak: BfR also advises against the consumption of homegrown raw sprouts and germ buds, 18/2011, 12.06.2011. URL: http:// www.bfr.bund.de/en/press_information/2011/18/ehec_outbreak_
bfr_also_advises_against_the_consumption_of_home_gr_own_ raw_sprouts_and_germ_buds-70959.html
EHEC infection and antibiotic therapy. — 04.06.2011. URL: http:// www.rki.de/cln_145/nn_217400/EN/Home/dgi_ehec_antibiotika_
20110604,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/dgi_ehec_ antibiotika_20110604.pdf Garg A.X., Suri R.S., Barrowman N., Rehman F., Matsell D., Rosas-Arellano M.P., Salvadori M., Haynes R.B., Clark W.F. Long-term renal prognosis of diarrhea-associated hemolytic uremic syndrome: a systematic review, meta-analysis, and metaregression. JAMA. 2003; 290 (10): 13601370.
Karch H., Tarr P.I., Bielaszewska M. Enterohaemorrhagic Escherichia coli in human medicine. Int. J. Med. Microbiol. 2005; 295 (6-7): 405-418.
Mellmann A., Bielaszewska M., Kuck et al. // Enterohemorrhagic // Emerg. Infect. Dis. — 2008.-Vol. 14, N (2). — P. 1287—1290.
10. Nataro J.P., Kaper J.B. Clin Microbiol Rev, 1998, 11, 142—201
Robert Koch institute. EHEC 0104:H4. — 22.06.2011. URL: http://
www.rki.de/cln_145/nn_217400/EN/Home/EHEC0104,templateId
=raw,property=publicationFile.pdf/EHEC0104.pdf
Woo Kyun Bae, Youn Kyoung Lee, Min Seok Cho et al. // Yonsei Med. J. — 2006. — Vol. 47, N 3. — P. 437—439
WHO EURO. EHEC outbreak: Update 22. — 23.06.2011. URL: http:// www.euro.who.int/en/what-we-do/health-topics/emergencies/ international-health-regulations/news/news/2011/06/ehec-
outbreakupdate-22
URL: https://stylab.ru/directory/microbiology/verotoxin/
