До цієї групи відносяться рухливі грамнегативні звивисті бактерії, які мають форму коми (трохи зігнутої палички) або короткої спіралі з двома-трьома завитками. Вони належать до трьох родів: вібріонів, кампілобактерій і спірил. Рід Vibrio включає патогенні для людини холерний вібріон і ряд видів, які визнані умовно-патогенними, зокрема V. metschnikovii, V. рarahaemolyticus, V. alginolyticus. Рід Campylobacter об’єднує декілька видів, що паразитують в організмі людей і тварин. Представником патогенних спірил є збудник содоку - хвороби від укусу щурів.
Збудник холери (Vibrio cholerae)
Холерний вібріон вперше описав італійський вчений Ф. Пачіні в 1854 р., детально вивчив його властивості і виділив у чистій культурі Р. Кох у 1883 р., Ф. Готшліх у 1906 р. виділив з кишечника прочанина вібріон Ель-Тор, який відрізняється від холерного гемолітичними властивостями й також спричиняє холеру.
Морфологія і фізіологія. V. cholerae, V. eltor мають форму зігнутих (нагадують кому) або прямих поліморфних паличок довжиною 1,5-3 мкм, шириною 0,3-0,6 мкм, спор і капсул не утворюють, мають один, полярно розташований джгутик (монотрих), завдяки якому дуже активно рухаються (рис. 11.1)(рис. 11.2). У мазках з чистих культур розташовуються поодинці, а в свіжих препаратах із фекалій хворого мають вигляд табунців рибок (рис. 11.3). Вібріони холери добре забарвлюються аніліновими барвниками, грамнегативні. Під впливом фізичних, хімічних і біологічних факторів вони зазнають значної мінливості і можуть набувати форму кульок, зерен, колбоподібних і спіралеподібних утворень, здатні перетворюватись у L-форми, що треба враховувати при лабораторній діагностиці холери.
Холерні вібріони - факультативні анаероби, легко культивуються в аеробних умовах при 37 °С. До живильних середовищ невибагливі, але вимагають лужної реакції (рН 8,5-9,5). Дуже добре й швидко ростуть у 1 % лужній пептонній воді (ПВ), випереджаючи ріст інших бактерій. Вже через 5-6 год на її поверхні виникає ніжна плівка блакитного кольору. На лужному МПА через 10-12 год утворюють середніх розмірів гладенькі круглі прозорі колонії з блакитним відтінком і чітко окресленим краєм. Поверхня їх волога, блискуча. Для культивування холерних вібріонів запропоновані селективні середовища Монсура (таурохолат-телурит-желатиновий агар) і TCBS (тіосульфат-цитрат-бромтимол-сахарозний агар). На середовищі Монсура колонії прозорі або напівпрозорі сірувато-чорного кольору з каламутним краєм, на TCBS - плоскі жовті колонії на фоні голубувато-сірого середовища(рис. 11.4)(рис. 11.5)(рис. 11.6). При посіві в стовпчик желатину спочатку виникає розрідження його у вигляді бульки, потім воно набуває вигляду лійки й закінчується пошаровим розрідженням.
Біохімічна активність холерних вібріонів дуже висока. Вони ферментують галактозу, глюкозу, мальтозу, манозу, лактозу, сахарозу. У перші 48 год не розщеплюють арабінозу й лактозу. Утворюють індол, аміак, відновлюють нітрати в нітрити, спричиняють зсіданння молока, продукують лецитиназу, гіалуронідазу, колагеназу, протеїназу, нейрамінідазу. Останній фермент розкладає нейрамінову кислоту епітеліальних клітин тонкого кишечника.
Антигенна структура. Холерні вібріони мають термостабільні специфічні О-антигени і термолабільні джгутикові Н-антигени. За О-антигеном всі вібріони поділені на багато серогруп О1, О2, О3... О80. Холерний вібріон відноситься до 01 серогрупи. У свою чергу 01-антиген складається з окремих антигенних фракцій А, В, С. Різні комбінації їх властиві трьом сероварам: Oгава (АВ), Інаба (АС) і Гікошима (АВС). Усі три серовари аглютинуються 01 сироваткою. V. eltor належить до серогрупи О1. Крім того, є ще серогрупи RO та О139.
Від хворих і вібріоносіїв, а також з різних об’єктів навколишнього середовища часто виділяють вібріони, які не аглютинуються О1 сироваткою і мають спільний із холерними вібріонами Н-антиген. Такі вібріони називаються неаглютинабельними (НАГ-вібріони) й виникають у результаті мінливості холерних вібріонів. Вони здатні викликати гастроентерити з явищами інтоксикації організму.
Токсиноутворення. Холерні вібріони виділяють два типи токсинів: 1) білковий екзотоксин (холероген), який діє на ентероцити тонкого кишечника, спричиняючи ентерит з водянистими випорожненнями і зневоднення організму; 2) ендотоксин - ліпополісахаридний комплекс, який звільняється тільки при руйнуванні вібріонів, він також бере участь у механізмі розвитку хвороби. Токсигенні штами О1, О139 мають ген холерного токсину (vct+) і викликають холеру, схильну до широкого епідемічного розповсюдження.
Екологія. Основним природним біотопом холерних вібріонів є кишечник людини. Після зараження вони буйно розмножуються в тонкому кишечнику й виділяються з випорожненнями в навколишнє середовище, контамінуючи воду, грунт, харчові продукти та інші об’єкти, де виживають від декількох днів до кількох тижнів.
Холера - класична антропонозна особливо небезпечна кишечна інфекція, яка має схильність до епідемічного поширення. Захворювання періодично розповсюджується по земній кулі у вигляді пандемій, коли уражається населення багатьох країн. Відомо вже 7 пандемій холери. Після 1970 р. холера періодично виникала на півдні України (Одеса, Керч, Миколаїв, Херсон). Ендемічним осередком холери з давніх-давен була Індія, де щорічно реєструють декілька тисяч захворювань. Циркуляція холерних вібріонів серед людей зумовлена наявністю легких форм хвороби, формуванням вібріоносійства та забрудненням водоймищ.
Зараження людини холерними вібріонами проходить лише фекально-оральним способом. Збудник передається через воду, їжу, мух, брудні руки. Це може бути при купанні в морі, річках, озерах, забруднених виділеннями хворих і носіїв, при споживанні риб, креветок і устриць, виловлених у цих водах.
Холерні вібріони порівняно стійкі до дії факторів навколишнього середовища. Вони довго зберігаються живими у воді, грунті, пляжному піску, харчових продуктах, але малостійкі до висушування і сонячних променів. При кип’ятінні гинуть миттєво. Дуже чутливі до дії мінеральних кислот і дезинфікуючих розчинів.
Захворювання людини. Вхідними воротами інфекції при холері є травний канал. Інкубаційний період триває від кількох годин до 5 днів. Подолавши шлунковий бар’єр, вібріони швидко розмножуються в тонких кишках, де лужне середовище сприятливе для нього(рис. 11.7). Важливе значення має колонізація вібріонами слизової оболонки кишечника. Вони проникають через шар слизу, відбувається їх адгезія на епітелії. Холероген активує фермент аденілатциклазу, яка збільшує продукцію аденозинмонофосфату, що супроводжується інтенсивним виділенням з клітин води, іонів натрію і хлору. Виникає профузний пронос і сильне зневоднення організму. Випорожнення часті, рясні, втрачають специфічний фекальний запах і нагадують з вигляду рисовий відвар із запахом свіжої риби. Приєднується багаторазове блювання, що призводить до ще більшої втрати рідини, яка може сягати 10 л і більше на добу. Температура тіла нормальна або знижується до 35 °С. Інколи розвивається блискавична форма хвороби, коли навіть без явищ проносу (“суха” холера) виникає сильна інтоксикація, яка закінчується смертю. В останні роки у більшості випадків спостерігаються стерті й легкі форми захворювання.
Імунітет. Після перенесення хвороби виникає стійкий антимікробний і антитоксичний імунітет. В період видужання в сироватці крові збільшується кількість IgA. Важливе значення має розвиток місцевого імунітету слизової оболонки кишечника. Утворені секреторні імуноглобуліни перешкоджають адгезії холерних вібріонів на ентероцитах тонкої кишки. Часом після видужання реконвалесценти протягом 3-4 тижнів стають вібріоносіями.
Лабораторна діагностика. Холера - особливо небезпечна інфекційна хвороба, тому мікробіологічні дослідження проводять у спеціальних режимних лабораторіях. У разі відсутності поблизу такої лабораторії, матеріали від хворого направляють у найближчу звичайну баклабораторію, але тоді прийом інших аналізів припиняють і встановлюють більш суворий режим.
Основним і вирішальним у лабораторній діагностиці холери є бактеріологічне дослідження. Від хворих беруть випорожнення, блювотні маси, кусочки забрудненої білизни, від трупів - відрізки тонкого кишечника й жовчний міхур. Досліджують також харчові продукти, воду, мул, риб, жаб та ін. Широко практикують ректальний забір. Стерильні ватний тампон або алюмінієву петлю вводять у пряму кишку на глибину 5-10 см, забирають вміст і вносять у флакон (пробірку) з 1 % лужною ПВ.
Матеріали потрібно взяти до початку лікування, їх вміщують у стерильний скляний посуд і з великими пересторогами доставляють в лабораторію не пізніше 3 год після взяття. При транспортуванні матеріалу на велику відстань банки, колби, пробірки вміщують у металевий посуд, переклавши їх стружками, потім упаковують у дерев’яний ящик, пломбують і надсилають до лабораторії спеціальним посланцем.
Матеріал направляють до лабораторії або в нативному вигляді - в 5 мл 1 % ПВ рН 7,8 (транспортне середовище), або в 10-50 мл 1 % ПВ рН 7,8 чи рН 9,3 (1-е середовище збагачення). Мікробіологічні дослідження проводять цілодобово. Відповідно до інструкції МОЗ України від 30.05.1997 р. вони включають декілька етапів.
1-й етап - матеріал засівають у 10-50 мл 1 % ПВ; застосовують також експрес-методи: імунофлуоресцентний і РНГА.
2-й етап - висів з 1-го середовища збагачення на ЛМПА (лужний МПА) або селективні середовища і в 5 мл 2-го середовища збагачення. Пересіви в рідкі й на щільні середовища проводять з поверхні ПВ великою бактеріологічною петлею діаметром 5 мм.
3-й етап - висів з 2-го середовища збагачення на ЛМПА (або селективні середовища) через 5-6 год вирощування.
4-й етап - проводять відбір підозрілих колоній зі щільних середовищ через 16-24 год інкубації. При відборі колоній використовують пробу на оксидазу або індикаторні папірці (СІП-1 - набір для ідентифікації вібріонів). Окисдазопозитивні колонії перевіряють у РА на склі (“слайд-аглютинація”) з холерною сироваткою О1, RO в розведенні 1:100. При позитивній реакції ставлять слайд-аглютинацію з сироватками Інаба й Огава (1:50), готують мазки для забарвлення за Грамом і оброблення люмінесцентними сироватками.
Позитивна РА з холерною О1 або RO сироватками та варіантоспецифічними сироватками або позитивна реакція з люмінесцентними антитілами в поєднанні з морфологічними й культуральними ознаками та специфічною імобілізацією дозволяють видати попередню відповідь про виявлення холерних вібріонів О1 серогрупи.
Підозрілі колонії, що аглютинуються й неаглютинуються холерними О1 і RO сироватками, відсівають на середовище Ресселя або лужний агар для виділення чистої культури та її ідентифікації.
5-й етап - ідентифікація. Відбирають культури із середовища Ресселя й перевіряють їх в слайд-аглютинації з холерними сироватками О1, RO, Інаба й Огава. При негативних результатах із цими сироватками ставлять слайд-аглютинацію із холерною сироваткою О139. На основі позитивної РА видають попередню або остаточну відповідь про виділення холерного вібріона О1 серогрупи відповідного серовару.
Якщо виділена культура реагує з холерною сироваткою О139 при негативних результатах з О1 сироваткою, видають відповідь про виділення холерного вібріону О139 серогрупи.
6-й етап - враховують результати ідентифікації й видають остаточну відповідь про виділення культури холерного вібріона відповідної серогрупи: О1, RO (Інаба, Огава, Гікошима) або О139 із зазначенням гемолітичної активності, чутливості до антибіотиків. Для культур холерних вібріонів О1 серогрупи вказують належність до біовару (V. cholerae, V. eltor).
При виділенні від хворого або вібріоносія культури, яка не аглютинується сироватками, видають відповідь про виділення холерних вібріонів не О1 серогрупи (НАГ-вібріонів).
При масових захворюваннях на холеру проводять дослідження на носійство холерних вібріонів. Забір матеріалу й бактеріологічне дослідження проводять за такою ж схемою, як і при діагностиці холери. Обов’язкове лабораторне дослідження контактних осіб.
Профілактика і лікування. Основним у профілактиці холери є раннє виявлення хворих і вібріоносіїв, їх госпіталізація, виявлення й обсервація всіх контактованих осіб. Необхідно провести профілактичну й заключну дезинфекцію в осередку захворювання. Важливе значення мають карантинні заходи, включаючи охорону державних кордонів від заносу інфекції. Локалізацію й ліквідацію вогнища холери проводять надзвичайні протиепідемічні комісії області, міста, району.
Особи, які були у тісному контакті з хворими на холеру, підлягають екстренній профілактиці тетрацикліном. З цією метою їм дають по 0,3 г препарату 3 рази на день протягом 4 діб. Проводиться також широка санітарно-освітня робота серед населення.
Специфічна профілактика не проводиться, оскільки всі три типи вакцин (жива, вбита, холероген-анатоксин) виявилися малоефективними.
Лікують хворих еритроміцином, тетрацикліном, метацикліном, доксацикліном або левоміцетином протягом не менше 5 днів. Для ліквідації зневоднення й ацидозу негайно вводять внутрішньовенно ізотонічні полііонні розчини Філіпса, квартасіль, трисіль, ацесіль, лактосіль. Добре зарекомендували себе глюкосолан, регідрон, розчин Мерсона, гастроліт.
Кампілобактерії
До роду Саmpylobacter (campylo - зігнутий) належить декілька видів бактерій, які паразитують в організмі людей і тварин. Патогенними представниками для людини є С. pyloridis, С. jejuni, C. cоli, С. fetus. Вперше ці мікроорганізми виділені від людей Р. Вінцентом у 1974 р.
Морфологія і фізіологія. Кампілобактерії - тонкі, спірально зігнуті мікроорганізми, завдовжки 0,5-8 мкм і завширшки 0,2-0,5 мкм. Вони мають усього один-два завитки. Спор і капсул не утворюють, активно рухливі завдяки наявності одного чи двох джгутиків, розташованих на одному або обох полюсах клітини. Легко забарвлюються всіма аніліновими барвниками, грамнегативні(рис. 11.8)(рис. 11.9).
За типом дихання кампілобактерії - мікроаерофільні анаероби, вимагають в атмосфері над середовищем 5 % кисню, 10 % СО2 і 85 % азоту. Культивують їх на спеціальних напіврідких і щільних середовищах при оптимальній температурі 37 °С. Їх можна культивувати і в курячому ембріоні. При виділенні кампілобактерій з випорожнень людей і тварин до щільних середовищ додають поліміксин В, ванкоміцин, триметоприм для пригнічення росту сторонньої мікрофлори.
Ферментативні властивості їх не виражені. Вуглеводів не розкладають. Енергетично живуть за рахунок розщеплення амінокислот. Виділяють оксидазу й каталазу.
Екзотоксину вони не продукують, містять ендотоксин. Останнім часом описані термолабільний і термостабільний ентеротоксини. Кампілобактерії проявляють виражені адгезивні та інвазивні властивості, легко прикріплюються до ентероцитів кишечника, а С. pyloridis - до клітин шлунка. Антигенні властивості мало досліджені.
Екологія. Кампілобактерії постійно знаходили в ротовій порожнині, кишках і статевих органах людей, тварин і птахів. Їх виділяли з вагінального вмісту корів, овець і свиней, з плаценти цих тварин, кишечника, а також із тканин абортованих плодів. Із лабораторних тварин до кампілобактерій чутливі гвінейські свинки.
Джерелом інфекції для людини є хворі тварини й люди. Від них кампілобактерії можуть потрапити у воду й харчові продукти (особливо м’ясо й молоко). В організм людини вони проникають через рот. Отже, основний спосіб зараження людей - фекально-оральний, хоч можливий і контактно-побутовий шлях від хворих людей і бактеріоносіїв.
У різних об’єктах зовнішнього середовища, таких як вода, випорожнення хворих і носіїв при температурі 4 °С кампілобактерії зберігаються протягом тижня, у посліді курчат - 4 дні. Вони резистентні до дії жовчі й кислот, що забезпечує їм стійкість до шлункового соку та зберігання у жовчному міхурі. Дезинфікуючі розчини досить швидко інактивують їх.
Захворювання людини. Екзогенні та ендогенні інфекції, спричинені кампілобактеріями, називаються кампілобактеріозами. Інкубаційний період триває в середньому 5 днів. Вважають, що кампілобактерії, особливо C. рyloridis, відіграють значну роль у виникненні гастриту, виразкової хвороби шлунка і дванадцятипалої кишки(рис. 11.10). Інші види частіше викликають гастроентерити, які супроводжуються проносом, блюванням, болями в животі, незначним підвищенням температури. У вагітних жінок кампілобактерії здатні викликати передчасні пологи й аборти. Проникаючи в загальний кровотік, вони можуть призвести до виникнення бактеріємії. В окремих країнах світу кампілобактеріози виникають у вигляді водних і харчових епідемій. Частіше хворіють діти й люди похилого віку.
Імунітет. Дослідження останніх років показали, що імунітет проти кампілобактерій зумовлений як гуморальними, так і клітинними механізмами. З антитіл найбільше значення мають sIgA, концентрація яких у крові збільшується в сім і більше разів. Важливу роль у захисті організму від кампілобактерій відіграють макрофаги та фактори місцевого імунітету в тонкому кишечнику.
Лабораторна діагностика. У зв’язку з тим, що клінічна картина кампілобактеріозів дуже подібна до симптомів при інших бактеріальних інфекціях, мікробіологічні дослідження мають вирішальне значення для діагностики. Матеріалами для дослідження є кров, випорожнення, пунктат абсцесів, секрет піхви, навколоплідні води, плацента. Посіви роблять у рідкі (тіогліколятний бульйон) і щільні середовища (кров’яний агар, шоколадний агар). Ідентифікацію виділених чистих культур проводять за морфологічними, культуральними, біохімічними та антигенними властивостями. Можна також заражати гвінейські свинки, курячі ембріони. Рідше проводять серологічну діагностику - ставлять реакції аглютинації, зв’язування комплементу. В деяких країнах застосовують високочутливі специфічні імунологічні реакції, особливо імунофлуоресценції, імунної сорбції антитіл, мічених ферментами, радіоімунологічний метод та імуноблотинг.
Профілактика і лікування. Попереджувальні заходи зводяться до захисту води і харчових продуктів від контамінації їх кампілобактеріями від хворих домашніх тварин, додержання особистої гігієни під час догляду за ними. Специфічна профілактика не розроблена.
Лікують кампілобактеріози еритроміцином, ампіциліном, тетрацикліном, гентаміцином та іншими антибіотиками.
Збудник содоку (Spirillum minor)
Содоку (sodoku - so-щур, doku-отрута) - гостре інфекційне зоонозне захворювання, яке характеризується рецидивуючою пропасницею, запальною реакцією, виразкою в місці укусу, ураженням лімфатичних вузлів, поліморфним висипом.
Збудник - S. minor, вперше описаний Картером у 1888 р., належить до роду Spirillum родини Spirillaceae.
Морфологія і фізіологія. Спірили содоку - штопороподібні, звивисті бактерії довжиною 3-10 мкм, шириною 0,2-1,5 мкм, мають від 2 до 6 завитків і по 3-9 джгутиків на обох полюсах завдяки чому дуже рухливі. Добре забарвлюються всіма аніліновими барвниками, особливо фарбою Романовського-Гімзи у фіолетовий колір, грамнегативні(рис. 11.11).
S. minor - анаероб, культивується з великими труднощами на кров’яних і сироваткових середовищах. Екзотоксину не виділяє, усі патологоанатомічні ураження спричинені ендотоксином. Антигенна структура не вивчена.
Екологія. Природним біотопом спірил содоку є різні види гризунів - пацюки, миші, мавпи. Значно рідше їх можна виявити у хворих білок, тхорів, ласок, собак і котів. Чутливі до них і лабораторні тварини - гвінейські свинки, білі щурі, миші. Циркуляція збудника в природі здійснюється між гризунами через укуси один одного.
Основним джерелом інфекції для людини є пацюки, інфікованість яких часом переважає 50 %. У хворих тварин збудник знаходиться в крові, на слизовій оболонці рота. Людина заражається через укуси пацюків та інших гризунів, рідко через контаміновані спірилами харчові продукти (молоко). Частіше хворіють люди, які мають тісний контакт із тваринами - мисливці, працівники віваріїв, баклабораторій тощо. Від хворих людей захворювання не передається.
Потрапивши у зовнішнє середовище, спірили содоку швидко гинуть, хоч у деяких продуктах харчування, забруднених виділеннями хворих гризунів, певний час можуть зберігати свою життєздатність і вірулентність.
Захворювання людини. Інкубаційний період триває від 10 до 14 днів і більше. Хвороба починається гостро, з ознобу, підвищення температури тіла до 39-40 °С. Через 4-6 днів температура раптово і швидко знижується, а через 4-9 днів виникає новий напад гарячки на 3-4 дні і знову температура критично падає до норми. Таких нападів може бути 5-10 і більше. На місці укусу виникає болючий інфільтрат темно-червоного кольору, часом він переходить у виразку з некрозом, з’являється плямисто-папульозний висип спочатку навколо інфільтрату, а потім на всьому тілі. Виникає запалення регіонарних лімфатичних судин і лімфовузлів. При відсутності лікування смертність досягає 6-10 %.
Імунітет вивчений недостатньо. У перехворілих у крові знаходять комплементзв’язуючі та лізуючі спірили антитіла. Повторні випадки захворювань не описані.
Лабораторна діагностика. Матеріалом для дослідження від хворих людей є кров, ексудат з виразки й висипу, пунктат лімфатичного вузла. Мікроскопія товстої краплі крові під час гарячки, мазків із запального вогнища чи лімфовузлів дає змогу виявити характерні за морфологією спірили й швидко встановити діагноз. При негативних результатах бактеріоскопії ставлять біологічні проби на білих мишах і гвінейських свинках. Перш ніж заражати тварин, досліджують їх кров на наявність спірил і при їх виявленні таких тварин не використовують. Чотирьом мишам вводять в черевну порожнину по 1 мл крові хворих і одній гвінейській свинці - 2 мл. Через 2-3 тижні в крові й ексудаті черевної порожнини заражених тварин у нативних і забарвлених мазках виявляють збудника.
Бактеріологічний метод не завжди дає позитивні результати і тому його застосовують рідко.
На 8-10 день хвороби з допомогою реакцій аглютинації, лізису, зв’язування комплементу та імунофлюоресценції можна виявити специфічні антитіла в сироватці крові.
Профілактика і лікування. Попередження захворювань полягає у знищенні гризунів, охороні людей від контакту з ними, дотриманні правил безпеки при роботі з лабораторними тваринами. При укусах людини щурами чи іншими гризунами профілактично призначають тетрациклін по 0,2 г 4 рази на добу протягом тижня. Специфічна профілактика не проводиться, вакцин немає. Для лікування використовують стрептоміцин, тетрациклін, пеніцилін та інші препарати.
Питання для самоконтролю
1. Будова, особливості росту, біохімічні ознаки, токсиноутворення та антигенна структура холерного вібріону.
2. Назвати біовари холерних вібріонів і методи їх диференціації.
3. Екологія холерних вібріонів, джерело інфекції, фактори передачі, механізм зараження.
4. Назвіть основні етапи лабораторної діагностики холери.
5. Які способи профілактики і лікування холери?
Ситуаційна задача
У портовому місті зареєстровано 35 випадків гострої кишкової інфекції, які супроводжувались частим рясним стільцем, блювотою, сильним зневодненням організму. Випорожнення нагадували “рисовий відвар”, не мали фекального запаху.
А. Про яке захворювання слід думати?
Б. Який матеріал необхідно взяти для дослідження?
В. На які середовища потрібно посіяти матеріал?
Відповіді
А - холеру.
Б - випорожнення, блювотні маси.
В - лужну ПВ, ЛМПА, Монсура, TCBS.
Г - тетрацикліном.