Микробиологическая диагностика дизентерии и холеры.

Дизентерия.

Дизентерия — инфекционное заболевание, характеризующееся общей интоксикацией организма, жидким стулом и своеобразным поражением слизистой оболочки толстого кишечника. Она является одним из наиболее частых острых кишечных заболеваний в мире. Заболевание известно с давних времен под названием «кровавого поноса», однако природа его оказалась различной. В 1875г. русский ученый Леш выделил от больного кровавым поносом амебу Entamoeba histolytica, в последующие 15 лет была установлена самостоятельность этой болезни, за которой сохранилось название амебиаза. Возбудителями собственно дизентерии является большая группа биологически сходных бактерий, объединенных в род Shigelta. Впервые возбудитель был обнаружен в 1888г. А. Шантемесом и Видалем; в 1891г. он был описан А. В. Григорьевым, а в 1898г. К. Шига с помощью полученной от больного, сыворотки идентифицировал возбудителя у 34 больных дизентерией, окончательно доказав этиологическую роль этой бактерии. Однако в последующие годы были обнаружены и другие возбудители дизентерии: в 1900г. — С. Флекснером, в 1915г. — К. Зонне, в 1917г. — К. Штуцером и К. Шмитцем, в 1932г. — Дж. Бойдом, в 1934г. — Д. Ларджем, в 1943г. — А. Саксом.

В настоящее время род Shigella включает более 40 серотипов. Все они представляют собой короткие неподвижные грамотрицательные палочки, не образующие спор и капсул, которые (хорошо растут на обычных питательных средах, не растут на среде с цитратом в качестве единственного источника углерода; не образуют H2S, не имеют уреазы; реакция Фогеса-Проскауэра отрицательна; глюкозу и некоторые другие углеводы ферментируют с образованием кислоты без газа (кроме некоторых биотипов Shigella flexneri: S.manchester и ewcastle); как правило, не ферментируют лактозу (за исключением шигелл Зонне), адонит, инозит, не разжижают желатин, обычно образуют каталазу, не имеют лизиндекарбоксилазы и фенилаланиндезаминазы. Содержание Г+Ц в ДНК 49-53 мол%. Шигеллы — факультативные анаэробы, температурный оптимум для роста 37 °С, выше 45 °С не растут, оптимальная ph среды 6,7-7,2. Колонии на плотных средах — круглые, выпуклые, полупрозрачные, в случае ассоциации образуются шероховатые колонии R-формы. Рост на МПБ в виде равномерного помутнения, шероховатые формы образуют осадок. Свежевыделенные культуры шигелл Зонне J4HO образуют колонии двух типов: мелкие круглые выпуклые (I фаза), крупные плоские (2 фаза). Характер колонии зависит от наличия (I фаза) или отсутствия (II фаза) плазмиды с мм 120 МД, которая определяет также вирулентность шигелл Зонне.

У шигелл обнаружены различные по специфичности О-антигены: общие для семейства Enterobacteriaceae, родовые, видовые, групповые и типоспецифические, а также К-антигены; Н-антигенов у них нет.

В классификации учитываются только групповые и типоспецифические О-антигены. В соответ­ствии с этими признаками род Shigella подразделяется на 4 подгруппы, или 4 вида, и включает 44 серотипа. В подгруппу А (вид Shigella dysenteriae) включены шигеллы, не ферментирующие манни­та. Вид включает в себя 12 серотипов (1-12). Каждый стереотип имеет свой особый типовой антиген; антигенные связи между серотипами, а также с другими видами шигелл выражены слабо. К подгруппе В (вид Shigella flexneri) относятся шигеллы, обычно ферментирующие маннит. Шигел­лы этого вида серологически родственны друг другу: они содержат типоспецифические антигены (I—VI), по которым подразделяются на серотипы (1-6), и групповые антигены, которые обнаружи­ваются в разных составах у каждого серотипа и по которым серотипы подразделяются на подсеро­типы. Кроме того, этот вид включает два антигенных варианта — X и Y, у которых нет типовых антигенов, они различаются по наборам групповых антигенов. Серотип S.flexneri 6 не имеет подсеротипов, но его разделяют на 3 биохимических типа по особенностям ферментации глюкозы, маннита и дульцита.

К подгруппе С (вид Shlgella boydll) относятся шигеллы, обычно ферментирующие маннит. Члены группы серологически отличаются друг от друга. Антигенные связи внутри вида выражены слабо. Вид включает 18 серотипов (1-18), каждый из которых имеет свой главный типовой антиген.

В подгруппу D (вид Shlgella sonnel) включены шигеллы, обычно ферментирующие маннит и способ­ные медленно (через 24 ч инкубации и позже) ферментировать лактозу и сахарозу. Вид S.sonnei включает один серотип, однако колонии I и II фаз обладают своими типоспецифическими антигенами. Для внутривидовой классификации шигелл Зонне предложено два метода:

1) деление их на 14 биохимических типов и подтипов по способности ферментировать мальтозу, рамнозу и ксилозу;

2)деление на фаготипы по чувствительности к набору соответствующих фагов.

Эти способы типирования имеют главным образом эпидемиологическое значение. Кроме того, шигеллы Зонне и шигеллы Флекснера с этой же целью подвергают типированию по способности синтезировать специфические колицины (колициногенотипирование) и по чувствительности к извест­ным колицинам (колицинотипирование). Для определения типа продуцируемых шигеллами колицинов Дж. Абботом и Р. Шеноном предложены наборы типовых и индикаторных штаммов шигелл, а для определения чувствительности шигелл к известным типам колицинов используют набор эталон­ных колициногенных штаммов П. Фредерика.

Резистентность. Шигеллы обладают достаточно высокой устойчивостью к факторам внешней среды. Они выживают на хлопчатобумажной ткани и на бумаге до 30-36 дней, в высохших испражнениях — до 4-5мес, в почве — до 3-4 мес, в воде — от 0,5 до 3 мес, на фруктах и овощах — до 2 ед, в молоке и молочных продуктах — до нескольких недель; при 60 °С погибают через 15-20 мин.

Чувствительны к растворам хлорамина, активному хлору и другим дезинфектантам.

Факторы патогенности. Важнейшее биологическое свойство шигелл, обусловливающее их патогенность, — способность внедряться в эпителиальные клетки, размножаться в них и вызывать их гибель. Этот эффект может быть обнаружен с помощью кератоконъюнктивальной пробы (введение под нижнее веко морской свинки одной петли культуры шигелл (2-3 млрд бактерий) вызывает развитие серозно-гнойного кератоконъюнктивита), а также путем заражения культур клеток (цитотоксическое действие), или куриных эмбрионов (их гибель), или интраназально белых мышей (разви­тие пневмонии). Основные факторы патогенности шигелл можно разбить на три группы:

1) факторы, определяющие взаимодействие с эпителием слизистой оболочки;

2) факторы, обеспечивающие устойчивость к гуморальным и клеточным механизмам защиты макроорганизма и способность шигелл размножаться в его клетках;

3) способность продуцировать токсины и токсические продукты, которые обусловливают развитие собственно патологического процесса.

Первая группа включает в себя факторы адгезии и колонизации: их роль выполняют пили, белки наружной мембраны и ЛПС. Адгезии и колонизации способствуют ферменты, разрушающие слизь, — нейраминидаза, гиалуронидаза, муциназа. Вторая группа включает факторы инвазии, которые способ­ствуют проникновению шигелл в энтероциты и их размножению в них и в макрофагах с одновремен­ным проявлением цитотоксического и (или) энтеротоксического эффекта. Эти свойства контролируют­ся генами плазмиды с м.м. 140 МД (она кодирует синтез белков наружной мембраны, обусловливающих инвазию) и хромосомными генами шигелл: кср А (обусловливает кератоконъюнктивит), cyt (отвечает за разрушение клеток), а также другими генами, еще не идентифицированными. Защита шигелл от фагоцитоза обеспечивается поверхностным К-антигеном, антигенами 3, 4 и липополисахаридом. Кроме того, липид А эндотоксина шигелл обладает иммуносупрессивным действием — подавляет активность клеток иммунной памяти.

К третьей группе факторов патогенности относятся эндотоксин и обнаруженные у шигелл два типа экзотоксинов — экзотоксины Шига и шигаподобные (SLT-I и SLT-II), цитотоксические свойства которых наиболее сильно выражены у S.dysenteriae 1. Шига- и шигаподобные токсины обнаружены и у других серотипов S.dysenteriae, их образуют также S.flexneri, S.sonnei, S.boydii, ETEC и некоторые сальмонеллы. Синтез этих токсинов контролируется tox-генами конвертирующих фагов. Энтеротоксины типа LT обнаружены у шигелл Флекснера, Зонне и Бойда. Синтез LT у них контролируется плазмидными генами. Энтеротоксин стимулирует активность аденилатциклазы и отвечает за развитие диареи. Токсин Шига, или нейротоксин, не реагирует с аденилатциклазной системой, а оказывает прямое цитотоксическое действие. Токсины Шига и шигаподобные (SLT-I и SLT-II) имеют м.м. -70 кД и состоят из субъединиц А и В (последние из 5 одинаковых малых субъединиц). Рецептором для токсинов служит гликолипид мембраны клетки.

Вирулентность шигелл Зонне зависит также от плазмиды с м.м. 120 МД. Она контролирует синтез около 40полипептидов наружной мембраны, семь из них связаны с вирулентностью. Шигеллы Зонне, имеющие эту плазмиду, образуют колонии I фазы и обладают вирулентностью. Культуры, утратившие плазмиду, образуют колонии II фазы и лишены вирулентности. Плазмиды с м.м. 120-140 МД обнаружены у шигелл Флекснера и Бойда. Липополисахарид шигелл является сильным эндотоксином.

Особенности эпидемиологии. Источником инфекции является только человек. Никакие живот­ные в природе дизентерией не болеют. В экспериментальных условиях дизентерию удается воспроиз­вести только у обезьян. Способ заражения — фекально-оральный. Пути передачи — водный (преобла­дающий для шигелл Флекснера), пищевой, особенно важная роль принадлежит молоку и молочным продуктам (преобладающий путь заражения для шигелл Зонне), и контактно-бытовой, особенно для вида S.dysenteriae.

Особенностью эпидемиологии дизентерии является смена видового состава возбудителей, а также биотипов Зонне и серотипов Флекснера в определенных регионах. Например, до конца 30-х годов XX века на долю S.dysenteriae 1 приходилось до 30-40% всех случаев заболеваний дизентерией, а затем этот серотип стал встречаться все реже и реже и почти исчез. Однако в 60-80-е годы S.dysenteriae вновь появилась на исторической арене и вызвала серию эпидемий, которые привели к формированию трех гиперэндемических очагов ее — в Центральной Америке, Центральной Африке и Южной Азии (Индия, Пакистан, Бангладеш и др. страны). Причины смены видового состава возбудителей дизентерии, вероятно, связаны с изменением коллективного иммунитета и с изменением свойств дизентерийных бактерий. В частности, возвращение S.dysenteriae 1 и широкое распространение ее, послужившее причиной формирования гиперэндемических очагов дизентерии, связывают с приобретением ею плазмид, обусловивших множественную лекарственную устойчивость и повышенную вирулентность.

Особенности патогенеза и клиники. Инкубационный период при дизентерии 2-5 дней, иногда меньше суток. Формирование инфекционного очага в слизистой оболочке нисходящего отдела толстого кишечника (сигмовидная и прямая кишка), куда проникает возбудитель дизенте­рии, носит циклический характер: адгезия, колонизация, внедрение шигелл в цитоплазму энтероцитов, их внутриклеточное размножение, разрушение и отторжение эпителиальных клеток, вы­ход возбудителей в просвет кишечника; вслед за этим начинается очередной цикл — адгезия, колонизация и т. д. Интенсивность циклов зависит от концентрации возбудителей в пристеночном слое слизистой оболочки. В результате повторяющихся циклов воспалительный очаг разрас­тается, образующиеся язвы, соединяясь, увеличивают обнаженность кишечной стенки, вслед­ствие чего в испражнениях появляются кровь, слизисто-гнойные комочки, полиморфноядерные лейкоциты. Цитотоксины (SLT-I и SLT-II) обусловливают разрушение клеток, энтеротоксин — диарею, эндотоксины — общую интоксикацию. Клиника дизентерии во многом определяется тем, какой тип экзотоксинов в большей степени продуцируется возбудителем, степенью его аллергизирующего воздействия и иммунным статусом организма. Однако многие вопросы патогенеза дизентерии остаются еще не выясненными, в частности: особенности течения дизентерии у детей первых двух лет жизни, причины перехода острой дизентерии в хроническую, значение сенсибилизации, механизм местного иммунитета слизистой кишечника и др. Наиболее типичны­ми клиническими проявлениями дизентерии служат понос, частые позывы — в тяжелых случаях до 50 и более раз в сутки, тенезмы (болезненные спазмы прямой кишки) и общая интоксикация. Характер стула определяется степенью поражения толстого кишечника. Наиболее тяжело проте­кает дизентерия, вызванная S.dysenteriae 1, наиболее легко — дизентерия Зонне.

Постинфекционный иммунитет. Как показали наблюдения над обезьянами, после перенесен­ной дизентерии остается прочный и достаточно длительный иммунитет. Он обусловлен антимикроб­ными антителами, антитоксинами, повышением активности макрофагов и Т-лимфоцитами. Значитель­ную роль играет местный иммунитет слизистой оболочки кишечника, опосредуемый IgAs. Однако иммунитет носит типоспецифический характер, прочного перекрестного иммунитета не возникает.

Лабораторная диагностика. Основной метод — бактериологический. Материалом для исследова­ния служат испражнения. Схема выделения возбудителя: посев на дифференциально-диагностические среды Эндо и Плоскирева (параллельно на среду обогащения с последующим посевом на среды Эндо, Плоскирева) для выделения изолированных колоний, получение чистой культуры, изучение ее биохими­ческих свойств и, с учетом последних, идентификация при помощи поливалентных и моновалентных диагностических агглютинирующих сывороток. Выпускают следующие коммерческие сыворотки:

1. К шигеллам, не ферментирующим маннит: к S.dysenteriae 1 к 2 (поливалентные и моновалентные), к S.dysenteriae 3—7 (поливалентные и моновалентные), к S.dysenteriae 8—12 (поливалентные и моновалентные).

2. К шигеллам, ферментирующим маннит:

к типовым антигенам S.flexneri I, II, III, IV, V, VI,

к групповым антигенам S.flexneri 3, 4, 6,7,8 — поливалентная,

к антигенам S.boydii 1—18 (поливалентная и моновалентные),

к антигенам S.sonnei I фазы, II фазы,

к антигенам S.flexneri I—VI+ S.sonnei — поливалентная.

Для обнаружения антигенов в крови (в том числе в составе ЦИК), моче и испражнениях могут быть использованы следующие методы: РПГА, РСК, реакция коагглютинации (в моче и испражнениях), ИФМ, РПГА (в сыворотке крови). Эти методы высокоэффективны, специфичны и пригодны для ранней диагностики.

Для серологической диагностики могут быть использованы: РПГА с соответствующими эритроцитарными диагностикумами, иммунофлуоресцентный метод (в непрямой модификации), метод Кумбса (определение титра неполных антител). Диагностическое значение имеет также аллергическая проба с дизентерином (раствор белковых фракций шигелл Флекснера и Зонне). Реакцию учитывают через 24 ч. Она считается положительной при наличии гиперемии и инфильтрата диаметром 10-20мм.

Лечение. Основное внимание уделяется восстановлению нормального водно-солевого обмена, рациональному питанию, дезинтоксикации, рациональной антибиотикотерапии (с учетом чувствитель­ности возбудителя к антибиотикам). Хороший эффект дает раннее применение поливалентного дизен­терийного бактериофага, особенно таблетированного с пектиновым покрытием, которое предохраняет фаг от действия НС1 желудочного сока; в тонком кишечнике пектин растворяется, фаги освобождают­ся и проявляют свое действие. С профилактической целью фаг следует давать не реже одного раза в три дня (срок его выживания в кишечнике).

Проблема специфической профилактики. Для создания искусственного иммунитета против дизентерии были использованы различные вакцины: из убитых бактерий, химические, спиртовая, но все они оказались малоэффективными и сняты с производства. Созданы вакцины против дизентерии Флекснера из живых (мутантных, стрептомицинзависимых) шигелл Флекснера; рибосомальные вакци­ны, но они также не нашли широкого применения. Поэтому проблема специфической профилактики дизентерии остается нерешенной. Основной путь борьбы с дизентерией заключается в улучшении системы водоснабжения и канализации, обеспечении строгих санитарно-гигиенических режимов на предприятиях пищевой, в особенности молочной промышленности, в детских учреждениях, местах общественного пользования и в соблюдении личной гигиены.

 

Микробиология холеры

По определению ВОЗ, холера — это болезнь, для которой типичен острый тяжелый обезво­живающий понос с испражнениями в виде рисового отвара, являющийся следствием зара­жения Vibrio cholerae. В связи с тем, что для нее характерны резко выраженная способность к широкому эпидемическому распространению, тяжелое течение и высокая летальность, холера отно­сится к числу особо опасных инфекций.

Исторической родиной холеры является Индия, точнее, дельта рек Ганг и Брахмапутра (ныне Восточная Индия и Бангладеш), где она существует с незапамятных времен (эпидемии холеры в этом районе наблюдали еще за 500 лет до нашей эры). Длительное существование здесь эндемического очага холеры объясняется многими причинами. Холерный вибрион может не только долго сохраняться в воде, но и размножаться в ней при благоприятных условиях — температуре выше +12 °С, наличии органических веществ. Все эти условия в Индии налицо — тропический климат (среднегодовая температура от +25 до +29 °С), обилие осадков и заболоченность, высокая плотность населения, особенно в дельте реки Ганг, большое количество органических веществ в воде, непрерывное кругло­годичное загрязнение воды сточными водами и испражнениями, низкий материальный уровень жизни и своеобразные религиозно-культовые обряды населения.

Возбудитель холеры Vibrio cholerae был открыт в 1883г. во время пятой пандемии Р. Кохом, однако впервые вибрион в испражнениях больных диареей был обнаружен еще в 1854г. Ф. Пацини.

V.cholerae относится к семейству Vibrionaceae, которое включает в себя несколько родов (Vibrio, Aeromonas, Plesiomonas, Photobacterium). Род Vibrio с 1985г. насчитывает более 25 видов, из которых наибольшее значение для человека имеют V.cholerae, V.parahaemolyticus, V.alginolyticus, dnificus и V.fluvialis.

Ключевые признаки рода Vibrio: короткие, не образующие спор и капсул, изогнутые или прямые грамотрицательные палочки, диаметром 0,5мкм, длиной 1,5-3,0мкм, подвижные (V.cholerae — монотрих, у некоторых видов два и большее число полярно расположенных жгутиков); хорошо и быстро растут на обычных средах, хемоорганотрофы, ферменти­руют углеводы с образованием кислоты без газа (глюкозу ферментируют по пути Эмбдена-Мейергофа). Оксидазоположительны, образуют индол, восстанавливают нитраты в нитриты (V.cholerae дает положительную нитрозо-индоловую реакцию), расщепляют желатин, часто дают положительную реакцию Фогеса-Проскауэра (т. е. образуют ацетилметилкарбинол), уреазы не имеют, не образуют Н S. имеют декарбоксилазы лизина и орнитина, но не имеют аргининдигидролазы.

Холерный вибрион очень неприхотлив к питательным средам. Он хорошо и быстро размножается на 1 %-ной щелочной (рН 8,6-9,0) пептонной воде (ПВ), содержащей 0,5-1,0%-ный NaCl, обгоняя рост других бактерий. Для подавления роста протея к 1 %-ной, (ПВ) рекомендуется добавлять теллурит калия 4 (конечном разведении 1:100 000). 1%-ная ПВ является наилучшей средой обогащения для холерного вибриона. При росте он образует через 6-8 ч на поверхности ПВ нежную рыхлую сероватого цвета пленку, которая при встряхивании легко разрушается и падает на дно в виде хлопьев, ПВ умеренно мутнеет. Для выделения холерного вибриона предложены различные избира­тельные среды: щелочной агар, желточно-солевой агар, щелочной альбуминат, щелочной агар с кро­вью, лактозо-сахарозные и другие среды. Наилучшей является среда TCBS (тиосульфатцитрат-бромтимоловый сахарозный агар) и ее модификации. Однако чаще всего используют щелочной МПА, на котором холерный вибрион образует гладкие стекловидно-прозрачные с голубоватым оттенком дисковидные колонии вязкой консистенции.

При посеве уколом в столбик желатина вибрион через 2 сут при 22-23 °С вызывает разжижение с поверхности в виде пузырька, затем воронкообразное и, наконец, послойное.

В молоке вибрион быстро размножается, вызывая через 24-48 час свертывание, а затем наступает пептонизация молока, и через 3-4 дня вибрион погибает из-за сдвига рН молока в кислую сторону.

Б. Хейберг по способности ферментировать маннозу, сахарозу и арабинозу распределил все вибрио­ны (холерные и холероподобные) на ряд групп, количество которых ныне составляет 8. Холерный вибрион относится к первой группе Хейберга.

Вибрионы, сходные по морфологическим, культуральным и биохимическим признакам с холерным, называли и называют по-разному: парахолерными, холероподобными, НАГ-вибрионами (неагглютинирующиеся вибрионы); вибрионами, не относящимися к 01-группе. Последнее название наиболее точно подчеркивает их отношение к холерному вибриону. Как было установлено А. Гарднером и К. Венкатраманом, холерные и холероподобные вибрионы имеют общий Н-антиген, но различаются по О-антигенам. По О-антигену холерные и холероподобные вибрионы к настоящему времени распределя­ют на 139 О-серогрупп, но их количество все время пополняется. Холерный вибрион относится к 01 группе. Он имеет общий А-антиген и два типоспецифических антигена — В и С, по которым и различают три серотипа V.cholerae — серотип Огава (АВ), серотип Инаба (АС) и серотип Гикошима (ABC). Холерный вибрион в стадии диссоциации имеет OR-антиген. В связи с этим для идентификации V.cholerae используют О-сыворотку, OR-сыворотку и типоспецифические сыворотки Инаба и Огава.

Факторы патогенности V.cholerae:

1. Подвижность.

2. Хемотаксис. С помощью этих свойств вибрион преодолевает слизистый слой и вступает во взаимодействие с эпителиальными клетками. У мутантов Che" (утративших способность к хемотакси­су) вирулентность резко снижается. Вирулентность у мутантов Mot" (утративших подвижность) либо полностью исчезает, либо снижается в 100-1000 раз.

3. Факторы адгезии и колонизации, с помощью которых вибрион прилипает к микроворсинкам и колонизирует слизистую оболочку тонкого кишечника.

4. Ферменты: муциназа, протеазы, нейраминидаза, лецитиназа и пр.

Они способствуют адгезии и колонизации, так как разрушают вещества, входящие в состав слизи. Нейраминидаза, отщепляя от гликопротеинов эпителия сиаловую кислоту, создает «посадочную» площадку для вибрионов. Кроме того, она увеличивает количество рецепторов для холерогена путем модификации три- и дисиалоганглиозидов в моносиалоганглиозид Gm_b который служит рецептором для холерогена.

5. Главным фактором патогенности V.cholerae является экзотоксин-холероген, который и обус­ловливает патогенез холеры. Молекула холерогена имеет м.м. 84 кД и состоит из двух фрагмен­тов — А и В. Фрагмент А состоит из двух пептидов — А1 и А2 — и обладает специфическим свойством холерного токсина. Фрагмент В состоит из 5 одинаковых субъединиц и выполняет две функции: 1) распознает рецептор (моносиалоганглиозид) энтероцита и связывается с ним;

2 ) формирует внутримембранный гидрофобный канал для прохождения субъединицы А. Пептид А_{2 Сл}ужит для связи фрагментов А и В. Собственно токсическую функцию выполняет пептид A_t. Он взаимодействует с НАД, вызывает его гидролиз, образующаяся при этом АДФ-рибоза связывается с регуляторной субъединицей аденилатциклазы. Это ведет к угнетению гидролиза ГТФ. Возникший комплекс ГТФ + аденилатциклаза вызывает гидролиз АТФ с образованием цАМФ. (Другой путь накопления цАМФ — подавление холерогеном фермента, осуществляющего гидро­лиз цАМФ до 5-АМФ).

6. Помимо холерогена, холерный вибрион синтезирует и выделяет фактор, повышающий проницаемость капилляров.

7. У холерных вибрионов обнаружены также и другие экзотоксины, в частности, типа LT, ST и SLT.

8. Эндотоксин. Липополисахарид V.cholerae обладает сильным эндотоксическим свойством. Он отвечает за общую интоксикацию организма и рвоту. Антитела, образующиеся против эндотоксина, обладают выраженным вибриоцидным действием (растворяют вибрионы в присутствии комплемента) и являются важным компонентом постинфекционного и поствакцинального иммунитета.

Способность вибрионов, не относящихся к 01-группе, вызывать спорадические или групповые диарейные заболевания людей, связана с наличием у них энтеротоксинов типа LT или ST, стимулиру­ющих либо аденилат-, либо гуанилатциклазные системы соответственно.

Синтез холерогена — важнейшее свойство V.cholerae. Гены, контролирующие синтез А- и В-фрагментов холерогена, объединены в оперон vctAB или ctxB, они расположены в хромосоме вибриона. У некоторых штаммов холерного вибриона обнаружено по два таких нетандемных оперона. Функция оперона управляется двумя регуляторными генами. Ген toxR обеспечивает позитивный контроль, мутации этого гена приводят к снижению продукции токсина в 1000 раз. Ген htx осуществляет негативный контроль, мутации в этом гене усиливают продукцию токсина в 3-7 раз.

Для обнаружения холерогена могут быть использованы следующие методы:

1. Биологические пробы на кроликах. При внутрикишечном введении холерных вибрионов кроликам-сосункам (возраст не более 2 нед) у них развивается типичный холерогенный синдром: диарея, обезвоживание и гибель кролика. На вскрытии — резкая инъекция сосудов желудка и тонкого
кишечника, иногда в нем скапливается прозрачная жидкость. Но особенно характерными являются изменения толстого кишечника — он увеличен и переполнен совершенно прозрачной, соломенного цвета жидкостью с хлопьями и пузырьками газа. При введении в лигированный участок тонкой кишки холерных вибрионов взрослым кроликам у них отмечаются такие же изменения в толстом кишечнике, как и при заражении кроликов-сосунков.

2. Непосредственное обнаружение холерогена с помощью иммунофлуоресцентного или иммуноферментного методов или реакции пассивного иммунного гемолиза (холероген связывается с Gm1 эритроцитов, и они при добавлении антитоксических антител и комплемента лизируются).

3. Стимуляция клеточной аденилатциклазы в культурах клеток.

4. Использование в качестве ДНК-зонда фрагмента хромосомы V.cholerae, несущего оперонхолерогена.

Во время седьмой пандемии выделялись штаммы V.cholerae с различной степенью вирулентности: холерогенные (вирулентные), слабохолерогенные (маловирулентные) и нехолерогенные (невирулент­ные). Нехолерогенные V.cholerae, как правило, обладают гемолитической активностью, не лизируются холерным диагностическим фагом 5 (ХДФ-5) и не вызывают заболевания человека.

Для фаготипирования V.cholerae (в том числе и V.eltor) С. Мукерджи были предложены соответ­ствующие наборы фагов, которые затем в России были дополнены другими фагами. Набор таких фагов (1-7) позволяет выделить среди V.cholerae 16 фаготипов. ХДФ-3 избирательно лизирует холерные вибрионы классического типа, ХДФ-4 — вибрионы Эль-Тор, а ХДФ-5 лизирует только холерогенные (вирулентные) вибрионы обоих типов и не лизирует нехолерогенные вибрионы.

Холерогенные вибрионы, как правило, не обладают гемолитической активностью, лизируются ХДФ-5 и вызывают заболевание людей холерой.

Резистентность возбудителей холеры. Холерные вибрионы хорошо выживают при низкой темпе­ратуре: во льду сохраняют жизнеспособность до 1 мес; в морской воде — до 47 сут, в речной — от 3-5 дней до нескольких недель, в кипяченой минеральной воде сохраняются более 1 года, в почве — от 8 дней до 3 мес, в свежих испражнениях — до 3 сут, на вареных продуктах (рис, лапша, мясо, каши и др.) выживают 2-5 дней, на сырых овощах — 2-4 дня, на фруктах — 1-2 дня, в молоке и молочных продуктах — 5 дней; при хранении на холоде срок выживания увеличивается на 1-3 дня: на полотня­ном белье, загрязненном испражнениями, сохраняются до 2 сут, а на влажном материале — неделю. Холерные вибрионы при 80 °С погибают через 5мин, при 100 °С — моментально; высокочувствительны к кислотам; под влиянием хлорамина и других дезинфектантов погибают через 5-15 мин. Они чувствительны к высушиванию и действию прямых солнечных лучей, но хорошо и долго сохраняются и даже размножаются в открытых водоемах и сточных водах, богатых органическими веществами, имею­щих щелочную рН и температуру выше 10-12 °С. Высокочувствительны к хлору: доза активного хлора 0,3-0,4 мг/л воды за 30 мин вызывает надежное обеззараживание от холерного вибриона.

Особенности эпидемиологии. Основным источником инфекции является только человек — боль­ной холерой или вибриононоситель, а также загрязненная ими вода. Никакие животные в природе холерой не болеют. Способ заражения — фекально-оральный. Пути заражения: а) основной — через воду, используемую для питья, купания и хозяйственно-бытовых нужд; б) контактно-бытовой и в) через пищу. Все крупные эпидемии и пандемии холеры носили водный характер. Холерные вибрионы облада­ют такими приспособительными механизмами, которые обеспечивают существование их популяций как в организме человека, так и в определенных экосистемах открытых водоемов. Обильная диарея, кото­рую вызывает холерный вибрион, приводит к очищению кишечника от конкурирующих бактерий и способствует широкому распространению возбудителя в окружающей среде, прежде всего в сточных водах и в открытых водоемах, куда их сбрасывают. Человек, больной холерой, выделяет возбудителя в огромном количестве — от 100 млн до 1 млрд на 1 мл испражнений, вибриононоситель выделяет 100— 100 000 вибрионов в 1 мл, заражающая доза составляет около 1 млн вибрионов. Продолжительность выделения холерного вибриона у здоровых носителей составляет от 7 до 42 дней, и 7-10 дней — у переболевших. Более продолжительное выделение наблюдается крайне редко.

Особенностью холеры является то, что после нее, как правило, не остается длительного носительства и не формируются стойкие эндемические очаги. Однако, как уже указывалось выше, в связи с загрязнением открытых водоемов сточными водами, содержащими в большом количестве органические вещества, моющие средства и поваренную соль, в летнее время холерный вибрион в них не только долго выживает, но даже и размножается.

Важное эпидемиологическое значение имеет тот факт, что холерные вибрионы 01-группы, как нетоксигенные, так и токсигенные, могут длительно сохраняться в различных водных экосистемах в виде некультивируемых форм. С помощью цепной полимеразной реакции при отрицательных бактериологических исследованиях на ряде эндемичных территорий СНГ в различных водоемах были обнаружены vet-гены некультивируемых форм V.cholerae.

При возникновении заболеваний холерой осуществляют комплекс противоэпидемических меропри­ятий, среди которых ведущим и решающим является активное своевременное выявление и изоляция (госпитализация, лечение) больных в острой и атипичной форме и здоровых вибриононосителей; принимаются меры по пресечению возможных путей распространения инфекции; особое внимание уделяется водоснабжению (хлорирование питьевой воды), соблюдению санитарно-гигиенического ре­жима на пищевых предприятиях, в детских учреждениях, местах общественного пользования; осуще­ствляется строгий контроль, в том числе бактериологический, за открытыми водоемами, проводится иммунизация населения и т. п.

Особенности патогенеза и клиники. Инкубационный период при холере варьирует от несколь­зких часов до 6 сут, чаще всего — 2-3 дня. Попав в просвет тонкого кишечника, холерные вибрионы за счет подвижности и хемотаксиса к слизистой оболочке направляются к слизи. Чтобы проникнуть через нее, вибрионы вырабатывают ряд ферментов: нейраминидазу, муциназу, протеазы, лецитиназу, некоторые разрушают вещества, содержащиеся в слизи, и облегчают продвижение вибрионов к эпители­альным клеткам. Путем адгезии вибрионы прикрепляются к гликокаликсу эпителия и, теряя подвиж­ность, начинают интенсивно размножаться, колонизируя микроворсинки тонкого кишечника, и одновременно вырабатывать большое количество экзотоксина-холерогена. Молекулы холерогена связываются с моносиалоганглиозидом Gm1 и проникают в мембрану клетки, активируют аденилатциклазную систему, а накапливающийся цАМФ вызывает гиперсекрецию жидкости, катионов и анионов Na⁺, HCO₃~, К⁺, СГ из энтероцитов, что и приводит к холерной диарее, обезвоживанию и обессоливанию организма. Различают три типа течения болезни:

1. бурное, тяжелое обезвоживающее диарейное заболевание, приводящее к смерти больного через несколько часов;

2. менее тяжелое течение, или понос без обезвоживания;

3. бессимптомное течение заболевания (вибриононосительство).

При тяжелой форме холеры у больных появляется понос, стул учащается, испражнения становят­ся все более обильными, принимают водянистый характер, утрачивают фекальный запах и имеют вид рисового отвара (мутная жидкость с плавающими в ней остатками слизи и клетками эпителия). Затем присоединяется изнурительная рвота, сначала содержимым кишечника, а затем рвотные массы приоб­ретают вид рисового отвара. Температура у больного падает ниже нормы, кожа становится синюшной, морщинистой и холодной — холерный алгид. В результате обезвоживания происходит сгущение крови, развивается цианоз, кислородное голодание, резко страдает функция почек, появляются судо­роги, больной теряет сознание и наступает смерть. Летальность от холеры во время седьмой панде­мии варьировала от 1,5% в развитых странах до 50% в развивающихся странах.

Постинфекционный иммунитет прочный, длительный, повторные заболевания наблюдаются редко. Иммунитет антитоксический и антимикробный, обусловлен антителами (антитоксины сохраня­ются дольше, чем антимикробные антитела), клетками иммунной памяти и фагоцитами.

Лабораторная диагностика. Основным и решающим методом диагностики холеры является бактериологический. Материалом для исследования от больного служат испражнения и рвотные массы; на вибриононосительство исследуют испражнения; у лиц, погибших от холеры, для исследова­ния берут лигированный отрезок тонкого кишечника и желчный пузырь; из объектов внешней среды чаще всего исследуют воду открытых водоемов и сточные воды.

При проведении бактериологического исследования необходимо соблюдать следующие три условия:

1) как можно быстрее произвести посев материала от больного (холерный вибрион сохраняется в испражнениях короткий срок);

2) посуда, в которую берут материал, не должна обеззараживаться химическими веществами и не должна содержать их следы, так как холерный вибрион к ним очень чувствителен;

3) исключить возможность загрязнения и заражения окружающих.

В тех случаях, когда выделяются V.cholerae не 01-группы, они должны быть типированы с помощью соответствующих агглютинирующих сывороток других серогрупп. Выделение от больного диареей (в том числе холероподобной) V.cholerae не 01-группы требует проведения таких же проти­воэпидемических мероприятий, как и в случае выделения V.cholerae 01-группы. При необходимости у выделенных холерных вибрионов одним из методов определяют способность синтезировать холероген или наличие у них генов холерогена с помощью ДНК-зонда.

Серологическая диагностика холеры носит вспомогательный характер. С этой целью может быть использована реакция агглютинации, но лучше — определение титра вибриоцидных антител или антитоксинов (антитела к холерогену определяют иммуноферментным или иммунофлуоресцентным методами).

Лечение больных холерой должно заключаться прежде всего в регидратации и восстановлении нормального водно-солевого обмена. С этой целью рекомендуется использовать солевые растворы, например, такого состава: NaCl — 3,5; NaHCO₃ — 2,5; КС1 — 1,5 и глюкоза — 20,0 г на 1 л воды. Такое патогенетически обоснованное лечение в сочетании с рациональной антибиотикотерапией по­зволяет снизить летальность при холере до 1% и менее.

Специфическая профилактика. Для создания искусственного иммунитета были предложены различные вакцины, в том числе из убитых штаммов Инаба и Огава; холероген-анатоксин для подкожного применения и энтеральная химическая бивалентная вакцина, сос