Escherichioses (סוג Escherichia, E. coli)

הנציג העיקרי של הסוג אשריכיה - אי קולי - התגלה לראשונה בשנת 1885 על ידי ט. אשריך, שעל שמו קיבל סוג חיידקים זה את שמו. מאפיינים עיקריים של סוג זה: פריטריכיים (או לא ניידים), גורמים לקטוז תסיסה עם היווצרות חומצה וגז (או שליליים ללקטוז), אינם גדלים במצע רעב עם ציטראט, תגובת ווגס-פרוסקאואר שלילית, בדיקת MR חיובית, אין בהם פנילאלנין דיאמינאז, אינם גדלים במצע עם KCN, תכולת G + C ב-DNA היא 50-51 מול%.

הסוג אשריכיה כולל לפחות 7 מינים; חשיבות מיוחדת ברפואה היא למין E. coli, ובפרט לוריאנטים הגורמים למחלות בבני אדם. הם מחולקים לשתי קבוצות עיקריות: אלו הגורמים למחלות חוץ-מעיות ואלו הגורמים למחלות מעיים חריפות (AID). נציגי הראשון מחולקים לשלוש קבוצות פתולוגיות:

1. קרום המוח (MENEC - דלקת קרום המוח אי קולי);
2. ספטיקמיה (SEPEC - septicemia E. coli) ו
3. אורופתוגני (UPEC - E. coli אורופתוגני).

בתורם, גרסאות E. coli הגורמות לזיהומים בדרכי הנשימה חריפים חולקו בתחילה ל-4 קטגוריות הבאות: E. coli אנטרטוקסיני (ETEC); E. coli פולשני (EIEC); E. coli אנטרופתוגני (EPEC) ו-E. coli אנטרוהמורגי (EHEC). לאחר מכן, זוהו שתי קטגוריות נוספות: E. coli אנטרו-אגרגטיבי (EAEC) ו-E. coli אגרגטיבי מפושט (DAEC).

בנוסף, חיידקי E. coli משמשים בתקנים בינלאומיים כאינדיקטור למידת זיהום הצואה של מים, במיוחד מי שתייה, ומוצרי מזון.

הזן הסטנדרטי של אי קולי (E. coli K-12) נמצא בשימוש נרחב במעבדות במדינות רבות ברחבי העולם לחקר הגנטיקה של חיידקים.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

מוֹרפוֹלוֹגִיָה

E. coli הוא אנאירובי פקולטטיבי, גדל היטב על מצע תזונתי קונבנציונלי - מושבות על אגר עגולות, קמורות, שקופות. הצמיחה על מרק היא בצורת עכירות מפושטת. הטמפרטורה האופטימלית לצמיחה היא 37 מעלות צלזיוס, גדל בטווח שבין 10 ל-45 מעלות צלזיוס, ה-pH האופטימלי הוא 7.2-7.5. בכל מצע האבחון המבדיל, מושבות של E. coli המפרק לקטוז צבועות בצבע האינדיקטור (על מצע אנדו - ארגמן כהה עם ברק מתכתי).

תכונות ביוכימיות

ברוב המקרים, E. coli מסוגל לתסיס את הפחמימות הבאות ליצירת חומצה וגז: גלוקוז, לקטוז, מניטול, אראבינוז, גלקטוז, לפעמים סוכרוז וכמה פחמימות אחרות; יוצר אינדול; בדרך כלל אינו יוצר H2S _; מפחית ניטרטים לניטריטים, אינו מנזל ג'לטין, אינו גדל על מצע רעב עם ציטראט, נותן תגובה חיובית עם MR ותגובה שלילית עם Voges-Proskauer. לפי סימנים אלה, ניתן להבחין בקלות בינו לבין פתוגנים של מספר מחלות (דיזנטריה, טיפוס הבטן, סלמונלוזיס וכו'). עם זאת, E. coli פתוגניים לעיתים קרובות אינם שונים מגורמים שאינם פתוגניים, לא בתכונות תרבותיות ולא בתכונות ביוכימיות.

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

גורמי פתוגניות של E. coli

היכולת של E. coli לגרום למחלות שונות נובעת מנוכחותם של גורמי הפתוגניות הבאים:

גורמי הידבקות וקולוניזציה. הם נחוצים להיצמדות לתאי רקמה ולהתיישבותם. התגלו שלושה וריאנטים של גורם הקולוניזציה: א) CFA/I-CFA/VI (גורם קולוניזציה) - יש להם מבנה פימבריאלי; ב) EAF (גורם הידבקות אנטרופתוגני של E. coli) - אינטימין - חלבון בממברנה החיצונית, המקודד על ידי הגן eaeA. נמצא ב-4 ו-EHEC, והוא מזוהה על ידי יכולתם של חיידקים להיקשר לתאי Hep-2; ג) הידבקות Henle-407 - מבנים פימבריאליים, המזוהים על ידי יכולתם של חיידקים להיקשר לתאי Henle-407. כולם מקודדים על ידי גנים פלסמידיים. בנוסף אליהם, תוארו גורמי קולוניזציה נוספים, שיכולים לכלול גם ליפופוליסכרידים חיידקיים.

גורמי פלישה. בעזרתם, EIEC ו-EHEC, למשל, חודרים לתאי אפיתל המעי, מתרבים בהם וגורמים להרסם. את תפקיד גורמי הפלישה ממלאים חלבונים של הממברנה החיצונית.

אקסוטוקסינים. נמצא כי חיידקי אי קולי פתוגניים מכילים אקסוטוקסינים הפוגעים בממברנות (המוליזין), מעכבים סינתזת חלבונים (רעלן שיגה) ומפעילים שליחים משניים (שליח - תקשורת) - רעלים CNF, ST, CT, CLTD, EAST.

המוליסינים מיוצרים על ידי פתוגנים שונים, כולל אי קולי. המוליסין הוא רעלן יוצר נקבוביות. הוא נקשר תחילה לקרום התא של המטרה ולאחר מכן יוצר בה נקבובית, דרכה מולקולות קטנות ויונים נכנסות ויוצאות, מה שמוביל למוות תאים וליזיס של כדוריות הדם האדומות.

רעלן שיגה (STX) התגלה לראשונה בחיידקי Shigella dysenteriae, ולאחר מכן נמצא רעלן דומה (רעלן דמוי שיגה) ב-EHEC. הרעלן (N-glycosidase) חוסם סינתזת חלבונים על ידי אינטראקציה עם 28S rRNA, וכתוצאה מכך למוות תאי (ציטוטוקסין). ישנם שני סוגים של רעלן דמוי שיגה: STX-1 ו-STX-2. STX-1 כמעט זהה לרעלן שיגה בתכונותיו האנטיגניות, בעוד ש-STX-2 שונה מרעלן שיגה בתכונותיו האנטיגניות, ובניגוד ל-STX-1, אינו מנוטרל על ידי אנטיסרום אליו. סינתזה של ציטוטוקסינים STX-1 ו-STX-2 נשלטת ב-E. coli על ידי הגנים של הפרופאגים בעלי ההמרה המתונה 9331 (STX-1) ו-933W (STX-2).

• רעלן L (רעלן יציב בחום) הוא ADP-ריבוזילטרנספראז; על ידי קשירה לחלבון G, הוא גורם לשלשולים.
• רעלן ST (רעלן תרמוסטבילי), המקיים אינטראקציה עם קולטן גואנילט ציקלאז, מגרה את פעילותו וגורם לשלשולים.
• CNF (גורם נמק ציטוטוקסי) הוא חלבון דיאמידאז שפוגע בחלבוני RhoG. רעלן זה נמצא ב-UPEC, הגורם לזיהומים בדרכי השתן.
• רעלן CLTD הוא רעלן מתפרק ציטוקטלני. מנגנון הפעולה שלו אינו מובן היטב.
• רעלן EAST הוא רעלן יציב בחום של E. coli enteroaggregative (EAEC), כנראה דומה לרעלן יציב בחום (ST).

אנדוטוקסינים הם ליפופוליסכרידים. הם קובעים את הספציפיות האנטיגנית של חיידקים (אשר נקבעת על ידי שרשרת הצד החוזרת של סוכרים) ואת צורת המושבות (אובדן שרשראות צד מוביל להפיכת מושבות S למושבות R).

לפיכך, גורמי הפתוגניות של E. coli נשלטים לא רק על ידי הגנים הכרומוזומליים של התא המארח, אלא גם על ידי גנים המוכנסים על ידי פלסמידים או פאג'ים הממירים בטמפרטורות. כל זה מצביע על האפשרות להופעתם של וריאנטים פתוגניים של E. coli כתוצאה מהתפשטות פלסמידים ופאג'ים טמפרטוריים ביניהם. להלן תיאור קצר של 4 קטגוריות של E. coli הגורמות לזיהומים בדרכי הנשימה חריפים; מידע על הקטגוריות DAEC ו-EAEC שזוהו לאחרונה לא נמצא במקורות הזמינים לנו.

ETEC כולל 17 קבוצות סרו. גורמי ההידבקות והקולוניזציה של מבנה הפימבריאלי מסוג CFA ואנטרוטוקסינים (LT או ST, או שניהם) מקודדים על ידי אותם פלסמידים. הם מתיישבים בוילי מבלי לפגוע בהם. אנטרוטוקסינים גורמים להפרה של מטבוליזם מים-מלח. מיקום התהליך הוא המעי הדק. מינון הזיהום הוא 108-1010 תאים. המחלה מתקדמת כשלשול דמוי כולרה. סוג המגפות הוא מים, לעתים רחוקות יותר מזון. ילדים בגילאי שנה עד 3 שנים ומבוגרים מושפעים.

EIEC כולל 9 קבוצות סרו, פתוגניות קשורה ליכולת לחדור לתאי האפיתל של רירית המעי ולהתרבות בתוכם, ולגרום להרסם. תכונות אלו מקודדות, בנוסף לגנים כרומוזומליים, על ידי גנים פלסמידיים (140 MD). הפלסמיד מקודד את הסינתזה של חלבונים של הממברנה החיצונית, הקובעים את הפלישה. הן הפלסמיד עצמו והן החלבונים שהוא מקודד קשורים לאלה של פתוגנים של דיזנטריה, מה שמסביר את הדמיון של EIEC לשיגלה. מינון הזיהום הוא 10s תאים. לוקליזציה של התהליך היא האיליאום התחתון והמעי הגס. המחלה מתקדמת כדיזנטריה: בתחילה שלשול מימי, לאחר מכן תסמונת קוליטיס. ילדים בגילאי 1.5-2 שנים, מתבגרים ומבוגרים חולים. סוג ההתפרצויות - מזון, מים.

אֶפִּידֶמִיוֹלוֹגִיָה

חיידק אי קולי הוא נציג של המיקרופלורה הרגילה של מערכת העיכול של כל היונקים, הציפורים, הזוחלים והדגים. לכן, כדי להבהיר את השאלה אילו וריאנטים של אי קולי ומדוע גורמים לאשריכיוזה, היה צורך לחקור את מבנה האנטיגן, לפתח סיווג סרולוגי הדרוש לזיהוי סרולוגים פתוגניים, ולגלות אילו גורמי פתוגניות יש להם, כלומר מדוע הם מסוגלים לגרום לצורות שונות של אשריכיוזה.

לחיידק E. coli יש 171 גרסאות של אנטיגן O (01-0171), 57 גרסאות של אנטיגן H (H1-H57) ו-90 גרסאות של אנטיגן K על פני השטח (קפסולרי). עם זאת, במציאות יש 164 קבוצות אנטיגן O ו-55 גרסאות של אנטיגן H, מכיוון שחלק מקבוצות הסרוגן 0:H הקודמות הוצאו ממיני E. coli, אך המספרים הסידוריים של אנטיגני O ו-H נותרו ללא שינוי. המאפיינים האנטיגניים של E. coli הגורם לשלשול כוללים את מספרי האנטיגן O ו-H, לדוגמה, 055:116; 0157:H7; אנטיגן O מציין שייכות לקבוצת סרוגים מסוימת, ואנטיגן H הוא הסרווריאנט שלו. בנוסף, מחקר מעמיק יותר של אנטיגנים מסוג O ו-H חשף את מה שנקרא אנטיגני גורם O ו-H, כלומר תת-הוריאנטים האנטיגניים שלהם, כגון H2a, H2b, H2c או O20, O20a, O20ab וכו'. בסך הכל, רשימת E. coli הגורמים לשלשול כוללת 43 קבוצות סרו של O ו-57 סרוריאנטים מסוג OH. רשימה זו מתווספת כל העת עם סרוריאנטים חדשים.

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ]

תסמינים

הקבוצה כוללת 9 קבוצות סרו מסוג 1 וארבע קבוצות סרו מסוג 2. לקבוצות סרו מסוג 1 יש פלסמיד (60 MDa) השולט בסינתזה של גורם ההידבקות והקולוניזציה מסוג EAF. הוא מיוצג על ידי חלבון הממוקם בקרום החיצוני ומזוהה על ידי יכולתם של חיידקים להיקשר לתאי HEp-2. לחלבון יש משקל מולקולרי של 94 kDa. לקבוצות סרו מסוג 2 אין פלסמיד זה; הפתוגניות שלהם נובעת מגורמים אחרים. נמצא כי זנים מסוימים משני המעמדות מסוגלים לסנתז STX.4 מתיישבים בקרום הפלזמה של אנטרוציטים, וגורמים נזק לפני השטח של האפיתל עם היווצרות שחיקות ודלקת בינונית. מינון ההדבקה הוא 105-10 ¹² תאים. התהליך ממוקם במעי הדק. המחלה מאופיינת בשלשול מימי והתייבשות קשה. לרוב ילדים בשנה הראשונה לחייהם חולים. שיטת ההדבקה היא מגע-ביתי, לעתים רחוקות יותר הנישאת במזון.

קבוצות הסרו EIEC ו-4 הן הגורמים השכיחים ביותר להתפרצויות בית חולים.

תאי EHEC מייצרים ציטוטוקסינים STX-1 ו-STX-2. הם גורמים לקוליטיס דימומית בבני אדם עם סיבוכים חמורים כמו אורמיה המוליטית ופורפורה טרומבוציטופנית טרומבוטית. הרעלים הורסים את תאי האנדותל של כלי הדם הקטנים. היווצרות קרישי דם ושקיעת פיברין מובילים לפגיעה בזרימת הדם, דימום, איסכמיה ונמק בדופן התא. תסמונת המוליטית האורמית יכולה להיות קטלנית. תאי EHEC מיוצגים על ידי סרוטיפים רבים (-150), אך התפקיד האפידמיולוגי העיקרי ממלאים E. coli 0157-H7 והמוטנטציה שלו, E. coli 0157:NM, מכיוון שרק הם מייצרים STX. זני חיידקים אלה יכולים להפריש רק אחד מהציטוטוקסינים או את שניהם בו זמנית. ההערכה היא שהמאגר הטבעי של סרובר EHEC, כולל E. coli 0157:H7, הם בקר וכבשים. דרך ההדבקה הנפוצה ביותר היא מזון (בשר, במיוחד בשר טחון; חלב). E. coli 0157:H7 עמיד באופן יוצא דופן לגורמים שליליים. זה תורם להישרדותו ולרבייה שלו במוצרים שונים. הדבקה אפשרית באמצעות מגע עם פריטים ביתיים. הופעת המחלה חריפה: מופיעות עוויתות מעיים, לאחר מכן שלשולים, בתחילה מימיים, ואז דמיים. ילדים ומבוגרים חולים. אדם חולה מדבק.

אבחון מעבדתי

זה מבוסס על בידוד תרבית טהורה של הפתוגן וזיהויו, כמו גם על בדיקת רעלים באמצעות PCR. הגורם לאשריכיוזיס מזוהה באמצעות קבוצה של סרום רב-ערכי OK וקבוצה של סרום ספוח המכיל נוגדנים רק לאנטיגנים מסוימים. ניתן להשתמש בבדיקת קרטו-קונג'ונקטיביל לזיהוי EIEC. חלק מהנציגים של EIEC אינם ניידים ואינם מתסיסים לקטוז וסליצין. זיהוי E. coli 0157:H7 קל יותר בשל חוסר היכולת שלו להתסיס סורביטול (משתמשים במדיום אנדו עם סורביטול במקום לקטוז). אך עדיף להשתמש במערכות בדיקת PCR לזיהוי והבחנה בין פתוגנים של OKZ (כל הקטגוריות). במידת הצורך, נקבעת הרגישות של הפתוגנים המבודדים לאנטיביוטיקה.

טיפול ב-E. coli

נעשה שימוש באנטיביוטיקה שונות. תמיסות מי מלח דרך הפה משמשות לשיקום חילוף החומרים המופרע של מים-מלח. הן מיוצרות בשקיות צלופן בצורת אבקה המכילות NaCl - 3.5 גרם; NaHC03 - 2.5 גרם; KCl - 1.5 גרם וגלוקוז - 20.0 גרם ומומסות בליטר מים.