Общая характеристика семейства.

В семейство Vibrionaceae объединены изогнутые подвижные палочки размерами 1,4-5,0х0,3-1,3 мкм. Это хемоорганотрофы с окислительным и бродильным типом метаболизма.

Температурный оптимум для большинства видов 37°С (некоторые вибрионы, обитающие в морской воде, лучше размножаются при температуре 25°С и ниже). Оксидазоположительны, ферментируют глюкозу и другие углеводы с образованием кислоты, иногда газа. Для большинства вибрионов в среду необходимо вносить 2-3% раствор NaCl.

Представители семейства распространены повсеместно: обитают в морской и пресной воде, часто колонизируют организмы водных животных, амфибий и рыб.

Патогенные для человека виды входят в состав родов Vibrio, Aeromonas и Plesiomonas. Классификация семейства не завершена.

13.7.1. Род Vibrio

В состав рода входят прямые или изогнутые подвижные палочки размерами 1,4-2,6х0,5-0,8 мкм. Подвижность обусловлена одним или несколькими жгутиками. В основании жгутиков расположено базальное тело, погруженное в цитоплазму. Снаружи жгутики покрыты оболочкой из выроста наружного слоя клеточной стенки. Хемоорганотрофы, метаболизм окислительный и бродильный, оксидазоположительны.

Восстанавливают нитраты, ферментируют глюкозу, мальтозу, маннозу и другие углеводы с образованием кислоты.

Все вибрионы разделены на А и В группы. В группу А входят холерные вибрионы, в группу В – холероподобные. Наибольшее медицинское значение имеют виды V. сholerae, V. рarahaemolyticus, V. vulnificus. Типовой вид рода – V. сholerae – возбудитель холеры.

Возбудители холеры

Холера – острое антропонозное особо опасное инфекционное заболевание, протекающее с дегидратацией и деминерализацией (потерей воды и солей) в результате диареи и рвоты.

Известна с давних времен. До 1817 г. она вызывала эпидемии в странах Юго-Восточной Азии (в районах рек Ганга и Брахмапутры). С 1817 г. по 1926 г. наблюдался выход холеры за пределы эпидемических очагов с развитием 6 пандемий почти на всех континентах. В 1883 г. Р. Кох открыл возбудителя холеры – классического холерного вибриона. В 1906 г. Ф. Готшлихт на карантинной станции Эль-Тор выделил еще один биовар вибрионов – вибрион Эль-Тор, который в 1962 г. был признан возбудителем холеры.

В 1961 г. развилась 7 пандемия холеры с преобладанием вибриона Эль-Тор. В начале 1993 г. появились данные о вспышках холеры в Юго-Восточной Азии, вызванных вибрионами неизвестной ранее серогруппы О139 (Бенгал).

Морфология. Холерные вибрионы представляют собой изогнутые палочки размерами 1,5-4,0х0,2-0,4 мкм, имеют один полярный жгутик (иногда два), который окружен чехлом.

Холерные вибрионы обладают полиморфизмом. Типичные «запятые» обычно наблюдают в образцах клинического материала. В мазках из колоний преобладают палочковидные формы.

В старых культурах, на средах с крахмалом или иммунной сывороткой образуются нитевидные, S-образные, кокковидные, булавовидные формы. Под действием пенициллина образуют L-формы, спор и капсул не образуют.

Подвижность вибрионов весьма выражена, является важным диагностическим признаком.

Хорошо окрашиваются многими анилиновыми красителями, грамотрицательны.

Культуральные свойства. Факультативный анаэроб, с более выраженными аэробными свойствами.

Хорошо растет на простых питательных средах в температурном диапазоне 16-40°С, оптимум – 37°С, элективными являются щелочные среды с рН 7,6-9,0.

На жидких средах вызывает помутнение и образование нежной голубоватой пленки на поверхности. На 1% пептонной воде (рН 8,8-9,0) растут быстро, помутнение и пленка появляется через 6-8 часов.

На твердых средах (щелочной агар) образуют мелкие, прозрачные, с ровными краями, голубоватые в проходящем свете колонии.

На агаре с тиосульфатом, цитратом, солями жёлчных кислот и сахарозой (TCBS-агар) образуют желтые колонии на фоне голубовато-серой среды. На среде Монсура (щелочной таурохолат-теллурит-желатиновый агар) растут в виде серо-черных колоний.

Биохимические свойства. Холерные вибрионы сбраживают с образованием кислоты глюкозу, сахарозу, мальтозу, маннозу, маннит, гликоген, крахмал. По отношению к трем углеводам – маннозе, сахарозе и арабинозе (триада Хейберга) все вибрионы разделяют на 8 групп.

Холерные вибрионы разлагают только маннозу, сахарозу, не разлагают арабинозу и принадлежат к 1 группе Хейберга. Проявляют протеолитическую активность: разжижают желатину в виде «воронки», гидролизуют казеин. Обладают плазмокоагулирующим и фибринолитическим действием. Свертывают молоко, разлагают белки до индола и аммиака. Восстанавливают нитраты в нитриты.

Образование индола и восстановление нитратов определяют в нитрозоиндоловой реакции (холера-рот реакция).

На основании биохимических и биологических различий холерные вибрионы разделяют на 2 биовара: классический (V.сholerae asiaticae) и Эль-Тор (V.сholerae asiaticae eltor). Особенностью вибриона Эль-Тор является способность гемолизировать эритроциты, в связи с чем его относят к гемолитическим вибрионам. Дифференциальные различия возбудителей холеры представлены в табл. 13.

Таблица 13.

 

Дифференциальные признаки возбудителей холеры

 

Признак	V. cholerae asiaticae	V. cholerae eltor	Серовар О139
Реакция Фогеса-Проскауэра	± (чаще –)	± (чаще +)	± (чаще +)
Чувствительность к полимиксину В (50ЕД)	+	—	—
Гемолиз эритроцитов барана	—	+	—
Агглютинация куриных эритроцитов	—	± (чаще +)	± (чаще +)
Чувствительность к классическому монофагу	+	—	—
Чувствительность к монофагу Эль-Тор	—	+

Антигенная структура. У холерных вибрионов есть термостабильные О- и термолабильные Н-антигены. Н-АГ – общие для холерных и холероподобных вибрионов.

По структуре О-АГ выделяют более 200 серогрупп. Оба биовара возбудителей холеры относятся к серогруппе О1. Было установлено, что О1-АГ неоднороден и состоит из трех субъединиц: А, В, С, по которым различают серовары АВ – Огава, АС – Инаба и АВС – Гикошима. Эти свойства используются в эпидемиологических целях для дифференцировки очагов по возбудителям. Серовар О139 не агглютинируется О1-сыворотками, а также антисыворотками Огава и Инаба.

Факторы патогенности. К факторам колонизации относятся: жгутики (обеспечивают подвижность), муциназа (разжижает слизь и облегчает доступ к эпителию), нейраминидаза (обеспечивает взаимодействие с микроворсинками).

Холерные вибрионы образуют эндо- и экзотоксины. Эндотоксин – термостабильный липополисахарид, связан с клеточной стенкой, обладает иммуногенным действием, индуцирует синтез вибриоцидных антител. Основную роль в патогенезе холеры играет экзотоксин (холероген) – термолабильный белок, устойчив к действию протеолитических ферментов, разрушается фенолом и формалином.

Молекула экзотоксина состоит из 2 компонентов – А и В. Рецепторный компонент В состоит из 5 субъединиц, взаимодействует с G_М1-ганглиозидным рецептором на энтероцитах и обеспечивает проникновение в клетку токсического компонента А. В клетке происходит восстановление компонента А с образованием субъединицы А₁, которая катализирует рибозилирование клеточного G-белка. Это ведет к активации аденилатциклазы, повышению в клетках уровня цАМФ, что приводит к подавлению всасывания NaCl, выходу жидкости и электролитов из железистых клеток в просвет кишечника с развитием тяжелой диареи.

Образование токсина определяется CTX-генами трансдуцирующего CTX-бактериофага. Трансдукция фага в холерный вибрион возможна только при наличии у возбудителя особых токсин-регулирующих пилей TCP. Они являются специфическим рецептором для CTX-фага. Предполагается, что образование TCP-пилей кодируется еще одним трансдуцирующим фагом.

Резистентность. Холерные вибрионы устойчивы к низким температурам; во льду сохраняют жизнеспособность до 1 месяца, в морской воде – до 47 суток, в речной – до нескольких недель, в почве – до 3 месяцев, в фекалиях – до 3 суток, на вареных продуктах, в молоке и молочных продуктах, сырых овощах – 2-5 дней, на фруктах – 1-2 дня. При 80°С погибают через 5 мин, при 100°С – мгновенно. Холерные вибрионы высокочувствительны к высушиванию, ультрафиолетовому облучению, хлорсодержащим препаратам; все вибрионы высокочувствительны к кислотам.

Характеристика заболевания

Эпидемиология. Холера – антропонозная кишечная инфекция. Резервуар и источник инфекции – больные и бактерионосители. Основной механизм заражения – фекально-оральный, который реализуется водным, алиментарным и контактно-бытовым путями.

Определенную роль играют мухи, способные переносить возбудителя с испражнений на пищевые продукты.

Ведущим путем передачи, приводящим к эпидемиям, является водный. Заражение происходит как при питье инфицированной воды, так и при использовании ее для мытья овощей, фруктов и во время купания. Недостаточная термическая обработка продуктов приводит к заражению. Как и при других кишечных инфекциях, заболеваемость холерой увеличивается в летне-осенний период.

Восприимчивость людей к холере высокая. Наиболее подвержены заболеванию лица с пониженной кислотностью желудочного сока, с анацидными гастритами.

Патогенез. Попадающие через рот с водой или пищей холерные вибрионы частично погибают под действием кислой среды желудка. Оставшиеся возбудители проникают в тонкую кишку, локализуются в просвете кишки или в поверхностных слоях слизистой оболочки. Выделение эпителиальными клетками щелочного секрета, высокое содержание пептонов и желчи способствуют интенсивному размножению холерного вибриона. Воспалительная реакция не развивается. Действие выделяемого вибрионом экзотоксина приводит к гиперсекреции воды и электролитов из энтероцитов в просвет тонкой кишки. Наряду с этим возникает понижение всасывания воды в толстой кишке. Это обусловливает основные клинические проявления холеры: водянистую диарею и рвоту. В результате обезвоживания и нарушения электролитного баланса развиваются гиповолемия со сгущением крови и нарушением микроциркуляции, что приводит к артериальной гипотензии, сердечной недостаточности, нарушению сознания и гипотермии.

Клиническая картина. Инкубационный период колеблется от нескольких часов до 5 дней (в среднем 2-3 дня). Заболевание может развиваться в типичной и атипичной формах. При типичном течении в зависимости от степени дегидратации различают легкую, средне-тяжелую и тяжелую формы холеры. В типичных случаях болезнь развивается остро, часто внезапно. Появляются позывы на дефекацию, диарея (от 3 до 15-20 раз в сутки) и рвота. Стул обычно обильный, водянистый, напоминает «рисовый отвар», с запахом рыбы или тертого картофеля. Рвота «фонтаном», без тошноты, многократная, с примесью желчи. В тяжелых случаях человек теряет до 30 л воды в сутки, температура тела снижается до 35-34°С (холерный алгид – от лат. аlgus – холодный).

Отмечается характерное появление facies hippocratica (запавшие глаза с заостренными чертами лица). При отсутствии лечения летальность больных в алгидной стадии достигает 60%.

В современных условиях большинство случаев холеры вызваны вибрионом Эль-Тор и протекают в легкой форме. Соотношение тяжелых поражений к количеству легких, стертый форм для классической холеры составляет 1:5-10, для холеры Эль-Тор 1:25-100.

Иммунитет после перенесенного заболевания прочный, длительный, повторные случаи наблюдаются редко. Он обусловлен антитоксическими и антимикробными антителами, клетками иммунной памяти и фагоцитами.

Лабораторная диагностика

Основной метод – бактериологический.

Цели исследований: выявление больных и бактерионосителей; контроль за эффективностью лечения больных и санации носителей; контроль над объектами внешней среды и эффективностью дезинфекционных мероприятий.

Материалы для исследований – испражнения, рвотные массы, желчь, секционный материал, вода, смывы с объектов окружающей среды, пищевые продукты и др.

Материал следует доставлять в лабораторию не позже 2 ч после забора. При невозможности образцы помещают в транспортные среды (наиболее удобна 1% пептонная вода с рН 8,2-8,6). Для посева используют жидкие среды обогащения, щелочной МПА, элективные и дифференциально-диагностические среды.

На всех этапах исследования посевы выращивают на пептонной воде 6-8 ч, пептонной воде с теллуритом калия 12-18 ч, на щелочном агаре не менее 14-16 ч, на элективных плотных средах 18-24 ч.

Исследование больных, бактерионосителей и трупного материала проводят в четыре этапа.

1 этап. Материал засевают на накопительную среду, на щелочной агар илиодну из элективных сред (например, TCBS-агар).

2 этап. Изучают рост на первой среде накопления и производят высев на щелочной агар и вторую среду накопления. Если при исследовании материала ускоренными методами (микроскопия, агглютинация О1-сывороткой) получают положительные результаты, пересев на другую среду накопления не производят.

3 этап (через 12-14 ч после начала исследования). Изучают рост на второй среде накопления; производят высев из нее на щелочной агар. Из чашек с ростом отбирают для дальнейших исследований не менее 5 подозрительных колоний, проверяют морфологию и агглютинабельность, пересевают для выделения чистой культуры.

4 этап (через 18-24 ч после начала исследования). Подозрительные колонии исследуют в РА на стекле с О1-антисывороткой, с сыворотками Инаба и Огава в разведении 1:50-100, а также холерной сывороткой О139. Из культур готовят мазки для окраски по Граму и пробам с люминесцирующими сыворотками. Затем проводят биохимическую иидентификацию выросших микроорганизмов.

Для ускоренной диагностики болезни применяют иммунолюминесцентный и иммобилизационный микроскопические методы и РПГА.

Лечение. Основным направлением в лечении является немедленное восполнение дефицита воды и электролитов. Антибактериальную терапию проводят препаратами тетрациклинового ряда. Можно использовать левомицетин, бисептол и фуразолидон.

Профилактика.

Неспецифические санитарно-гигиенические мероприятия направлены на предупреждение заноса холеры из неблагополучных районов, раннее выявление больных и носителей, эпидемиологический надзор за источниками водоснабжения, контроль за соблюдением санитарно-гигиенических норм на предприятиях пищевой и молочной промышленности, торговли и т.п.

С целью специфической профилактики используются вакцины.

Вакцина холерная корпускулярная инактивированная сухая представляет собой взвесь равных количеств холерных вибрионов сероваров Огава и Инаба, классических или Эль-Тор биоваров, выращенных на плотной питательной среде и инактивированных нагреванием или формалином.

Препарат предназначен для активной профилактики холеры у взрослых и детей с 2-х-летнего возраста по эпидемическим показаниям. Вакцинацию проводят двукратно, ревакцинацию – через 6 мес, что обеспечивает у большинства привитых развитие иммунитета продолжительностью до 6 мес.

Вакцина холерная (холероген-анатоксин в сочетании с О-антигеном) представляет собой препарат, полученный из культуры холерного вибриона 569 В серовара Инаба, инактивированный формалином. Основным действующим началом является холероген-анатоксин и соматический О-антиген. Препарат предназначен для создания активного иммунитета против холеры с 7-летнего возраста по эпидемическим показаниям.

Вакцина холерная бивалентная химическая таблетированная представляет собой препарат, полученный из надосадочной жидкости бульонной культуры холерного вибриона штаммов 569 В или 569 (КМ-76) серовара Инаба и 41 серовара Огава путем очистки сульфатом аммония с последующей инактивацией формалином. Основным действующим началом является холероген-анатоксин и соматические О-антигены. Вакцинацию проводят однократно. Продолжительность иммунитета составляет 6 мес.

Другие патогенные вибрионы

Холероподобные вибрионы не агглютинируются О1-сывороткой, их обозначают как НАГ-вибрионы (неагглютинирующиеся).

Парагемолитический вибрион (Vibrio parahaemolyticus) – галофильный вибрион, вызывающий острые гастроэнтериты. Распространен повсеместно в морской и пресной воде, эндемичен для Японии, вызванные им заболевания регистрируются также в странах Юго-Восточной Азии, Африки, Латинской Америке.

Возбудитель вырабатывает энтеротоксин, вызывающий энтерит. Заражение происходит при употреблении сырых моллюсков и рыбы, а также приготовленных, которые длительно хранились в теплом месте. У 50% инфицированных лиц появляются сильные боли в животе и обильная водянистая диарея, развивающаяся в течение 24 часов после инфицирования. Заболевание быстро проходит и случаи повторного заражения не зарегистрированы. Летальные исходы возможны у пожилых лиц и детей.

Основной метод диагностики – бактериологический с выделением возбудителя на TCBS-агаре, где V.parahaemolyticus образует зеленоватые колонии, т.к. не ферментирует сахарозу. В отличие от холерного вибриона не разлагает орнитин.

Vibrio vulnificus распространен в прибрежных водах Тихого и Атлантического океанов. Возбудитель концентрируется в «природных фильтрах» – двухстворчатых моллюсках (устрицах, мидиях, гребешках и т.п.), вызывает 2 типа различных поражений – септицемии и раневые инфекции.

Заболевания чаще регистрируют у людей с иммунодефицитными состояниями, при нарушении функции печени, почек и сахарном диабете. Летальность – 50%. Септицемии развиваются после употребления моллюсков и проявляются буллезными поражениями кожи.

Раневые инфекции возникают при попадании контаминированной морской воды на поврежденные кожные покровы. Проявляются как целлюлиты, миозиты, некротизирующие васкулиты.

Факторы патогенности – капсула, защищающая бактерии от фагоцитоза, и комплекс ферментов (эластаза, коллагеназа, фосфолипаза), а также цитотоксин – гемолизин.

Наиболее тяжело инфекции протекают у лиц с гемохроматозом, т.к. возбудитель высокочувствителен к высоким концентрациям железа в сыворотке.

Диагностика проводится путем выделения V. vulnificus на TCBS-агаре (образует желтые колонии, т.к. ферментирует сахарозу). В отличие от холерного вибриона большинство штаммов V. vulnificus ферментируют лактозу.

Для лечения используют антимикробные препараты (гентамицин, тетрациклин, левомицетин).