Cholera vibrio

Według WHO cholera jest chorobą zakaźną charakteryzującą się ostrą, ciężką, odwadniającą biegunką ze stolcami w postaci wody ryżowej, która jest konsekwencją zakażenia Vibrio cholerae. Ze względu na to, że charakteryzuje się wyraźną zdolnością do szerokiego rozprzestrzeniania się w postaci epidemii, ciężkim przebiegiem i wysoką śmiertelnością, cholera jest uważana za szczególnie niebezpieczną infekcję.

Historyczną ojczyzną cholery są Indie, a dokładniej delta Gangesu i Brahmaputry (obecnie Indie Wschodnie i Bangladesz), gdzie występuje od niepamiętnych czasów (epidemie cholery w tym regionie obserwowano już w 500 r. p.n.e.). Długie istnienie endemicznego ogniska cholery w tym miejscu tłumaczy się wieloma przyczynami. Bakteria cholery może nie tylko długo przetrwać w wodzie, ale także rozmnażać się w niej w sprzyjających warunkach - temperaturach powyżej 12 °C, obecności materii organicznej. Wszystkie te warunki są widoczne w Indiach: klimat tropikalny (średnia roczna temperatura od 25 do 29 °C), obfite opady deszczu i bagna, duża gęstość zaludnienia, szczególnie w delcie Gangesu, duża ilość materii organicznej w wodzie, ciągłe całoroczne zanieczyszczenie wody ściekami i odchodami, niski poziom materialnego standardu życia oraz wyjątkowe obrzędy religijne i kultowe ludności.

W historii epidemii cholery można wyróżnić cztery okresy.

Okres I – do 1817 r., kiedy cholera koncentrowała się jedynie w Azji Wschodniej i Południowej, głównie w Indiach i nie rozprzestrzeniała się poza jej granice.

II okres - od 1817 do 1926 r. Wraz z ustanowieniem szerokich powiązań gospodarczych i innych między Indiami a krajami europejskimi i innymi, cholera wykroczyła poza Indie i rozprzestrzeniając się wzdłuż szlaków powiązań gospodarczych i religijnych, spowodowała 6 pandemii, które pochłonęły miliony ludzkich istnień. Rosja była pierwszym z krajów europejskich, do których cholera dotarła. Od 1823 do 1926 r. Rosja doświadczyła 57 lat cholerycznych. W tym czasie ponad 5,6 miliona ludzi zachorowało na cholerę, a 2,14 miliona ludzi zmarło z jej powodu („40%).

III okres - od 1926 do 1961 r. cholera powróciła do swojego głównego endemicznego punktu ciężkości, a okres względnego dobrobytu się rozpoczął. Wydawało się, że wraz z rozwojem nowoczesnych systemów oczyszczania wody pitnej, usuwania i dezynfekcji ścieków oraz opracowaniem specjalnych środków antycholerycznych, w tym utworzeniem służby kwarantanny, kraje świata będą niezawodnie chronione przed kolejną inwazją cholery.

Czwarty okres rozpoczął się w 1961 roku i trwa do dziś. Siódma pandemia rozpoczęła się nie w Indiach, ale w Indonezji, szybko rozprzestrzeniła się na Filipiny, Chiny, kraje Indochin, a następnie na inne kraje Azji, Afryki i Europy. Do osobliwości tej pandemii należy fakt, że po pierwsze, została wywołana przez specjalną odmianę przecinkowca cholery - V. cholerae eltor, która do 1961 roku nie była nawet oficjalnie uznawana za czynnik wywołujący cholerę; po drugie, pod względem czasu trwania przewyższyła wszystkie poprzednie pandemie; po trzecie, wystąpiła w dwóch falach, z których pierwsza trwała do 1990 roku, a druga rozpoczęła się w 1991 roku i objęła wiele krajów Ameryki Południowej i Północnej, w tym Stany Zjednoczone, w których nie było epidemii cholery od 1866 roku. W latach 1961–1996 na cholerę zachorowało 3 943 239 osób w 146 krajach.

Czynnik wywołujący cholerę, Vibrio cholerae, został odkryty w 1883 roku podczas piątej pandemii przez R. Kocha, ale po raz pierwszy bakterię tę odkrył w kale pacjentów cierpiących na biegunkę dopiero w 1854 roku F. Pacini.

V. cholerae należy do rodziny Vibrionaceae, która obejmuje kilka rodzajów (Vibrio, Aeromonas, Plesiomonas, Photobacterium). Rodzaj Vibrio ma ponad 25 gatunków od 1985 r., z których najważniejsze dla ludzi są V. cholerae, V. parahaemolyticus, V. alginolyticus, V. vulnificus i V. fluvialis.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Główne cechy rodzaju Vibrio

Krótkie, nie tworzące przetrwalników i otoczek, zakrzywione lub proste pałeczki Gram-ujemne, o średnicy 0,5 µm i długości 1,5-3,0 µm, ruchliwe (V. cholerae jest monotrichiczna, niektóre gatunki mają dwie lub więcej polarnych wici); dobrze i szybko rosną na zwykłych podłożach, są chemoorganotrofami i fermentują węglowodany, wytwarzając kwas bez gazu (glukoza jest fermentowana poprzez szlak Embdena-Meyerhofa). Oksydazo-dodatnie, tworzą indol, redukują azotany do azotynów (V. cholerae daje dodatnią reakcję nitrozoindolową), rozkładają żelatynę, często dają dodatnią reakcję Vogesa-Proskauera (tj. tworzą acetylometylokarbinol), nie mają ureazy, nie tworzą H2S, mają dekarboksylazy lizyny i ornityny, ale nie mają dihydrolazy argininy. Cechą charakterystyczną rodzaju Vibrio jest wrażliwość większości szczepów bakteryjnych na lek 0/129 (2,4-diamino-6,7-diazopropylopterydyna), podczas gdy przedstawiciele rodzin Pseudomonadaceae i Enterobacteriaceae są na niego oporni. Vibrio to tlenowce i fakultatywne beztlenowce, optymalna temperatura wzrostu wynosi 18-37 C, pH 8,6-9,0 (rosną w zakresie pH 6,0-9,6), niektóre gatunki (halofile) nie rosną w nieobecności NaCl. Zawartość G + C w DNA wynosi 40-50 mol % (dla V. cholerae około 47 mol %). Testy biochemiczne służą do różnicowania w obrębie rodziny Vibrionaceae od morfologicznie podobnych rodzajów Aeromonas i Plesiomonas, a także do odróżniania od rodziny Enterobacteriaceae.

Cholera vibrio różni się od rodziny Pseudomonadaceae tym, że fermentuje glukozę tylko poprzez szlak Embdena-Meyerhofa (bez udziału O2), podczas gdy te pierwsze zużywają glukozę tylko w obecności O2. Tę różnicę między nimi łatwo dostrzec na podłożu Hugh-Leifsona. Podłoże zawiera agar odżywczy, glukozę i wskaźnik. Wysiew odbywa się w dwóch kolumnach z podłożem Hugh-Leifsona, z których jedna jest wypełniona wazeliną (aby stworzyć warunki beztlenowe). W przypadku wzrostu cholera vibrio kolor podłoża zmienia się w obu probówkach, w przypadku wzrostu pseudomonad - tylko w probówce bez wazeliny (warunki wzrostu tlenowego).

Bakteria cholery jest bardzo mało wymagająca w stosunku do pożywek. Dobrze i szybko rozmnaża się w 1% zasadowej (pH 8,6-9,0) wodzie peptonowej (PV) zawierającej 0,5-1,0% NaCl, wyprzedzając wzrost innych bakterii. Aby zahamować wzrost Proteus, zaleca się dodanie tellurynu potasu (w końcowym rozcieńczeniu 1:100 000) do 1% PV. 1% PV to najlepsze wzbogacenie dla bakterii cholery. Podczas wzrostu tworzy ona delikatną, luźną, szarawą powłokę na powierzchni PV po 6-8 godzinach, która łatwo ulega zniszczeniu po wstrząśnięciu i opada na dno w postaci płatków, PV staje się umiarkowanie mętna. Do izolacji cholery vibrio zaproponowano różne selektywne podłoża: agar alkaliczny, agar z żółcią i solą, agar alkaliczny albuminian, agar alkaliczny z krwią, laktoza-sacharoza i inne podłoża. Najlepszym jest podłoże TCBS (tiosiarczan cytrynian-bromotymol-sacharoza agar) i jego modyfikacje. Najczęściej jednak stosuje się alkaliczne MPA, na którym cholera vibrio tworzy gładkie, szklisto-przezroczyste, niebieskawo zabarwione, dyskowate kolonie o lepkiej konsystencji.

Przecinkowiec wszczepiany do kolumny żelatyny przez iniekcję, po 2 dniach w temperaturze 22-23°C powoduje jego upłynnienie od powierzchni w formie pęcherzyka, następnie w kształcie lejka i wreszcie warstwa po warstwie.

W mleku przecinkowiec szybko się rozmnaża, powodując po 24–48 godzinach koagulację, a następnie peptonizację mleka. Po 3–4 dniach przecinkowiec ginie na skutek zmiany pH mleka na kwaśne.

B. Heiberg, biorąc pod uwagę zdolność do fermentacji mannozy, sacharozy i arabinozy, podzielił wszystkie przecinkowce (cholery i przecinkowce choleryczne) na szereg grup, których liczba obecnie wynosi 8.

Vibrio cholerae należy do pierwszej grupy Heiberga.

Vibrio podobne pod względem cech morfologicznych, kulturowych i biochemicznych do cholery vibrio były i są nazywane inaczej: paracholera, cholera-like, NAG-vibrio (wibrio nieaglutynujące); vibrio nienależące do grupy O1. Ta ostatnia nazwa najdokładniej podkreśla ich związek z cholera vibrio. Jak ustalili A. Gardner i K. Venkat-Raman, cholera i cholera-like vibrio mają wspólny antygen H, ale różnią się antygenami O. Zgodnie z antygenem O cholera i cholera-like vibrio są obecnie podzielone na 139 serogrup O, ale ich liczba stale rośnie. Cholera vibrio należy do grupy O1. Posiada wspólny antygen A i dwa antygeny specyficzne dla typu - B i C, dzięki którym rozróżnia się trzy serotypy V. cholerae - serotyp Ogawa (AB), serotyp Inaba (AC) i serotyp Hikoshima (ABC). Cholera vibrio w stadium dysocjacji ma antygen OR. W związku z tym do identyfikacji V. cholerae stosuje się surowicę O, surowicę OR i surowice specyficzne dla typu Inaba i Ogawa.

W latach 1992-1993 w Bangladeszu, Indiach, Chinach, Malezji i innych krajach wybuchła duża epidemia cholery, której czynnikiem sprawczym był nowy, nieznany wcześniej serowar gatunku Vibrio cholerae. Różni się on od V. cholerae O1 cechami antygenowymi: ma antygen 0139 i otoczkę polisacharydową i nie ulega aglutynacji z żadną inną surowicą O. Wszystkie jego inne właściwości morfologiczne i biologiczne, w tym zdolność do wywoływania cholery, tj. syntezy egzotoksyny-cholerogenu, okazały się podobne do właściwości V. cholerae O1. W rezultacie nowy czynnik sprawczy cholery, V. cholerae 0139, najwyraźniej powstał w wyniku mutacji, która zmieniła antygen O. Został nazwany V. cholerae 0139 bengal.

Kwestia pokrewieństwa tzw. choleropodobnych przecinkowców do V. cholerae od dawna pozostaje niejasna. Jednak porównanie V. cholerae i choleropodobnych (NAG-wibrios) o ponad 70 cech wykazało ich podobieństwo na poziomie 90%, a stopień homologii DNA V. cholerae i badanych NAG-wibrios wynosi 70-100%. Dlatego choleropodobne przecinkowce łączą się w jeden gatunek z cholera przecinkowcami, od których różnią się głównie antygenami O, w związku z czym nazywane są przecinkowcami grupy nie-01 - V. cholerae non-01.

Gatunek V. cholerae dzieli się na 4 biotypy: V. cholerae, V. eltor, V. proteus i V. albensis. Natura przecinkowca El Tor jest przedmiotem debaty od wielu lat. Przecinkowiec ten został wyizolowany w 1906 roku przez F. Gottschlicha na stacji kwarantanny El Tor z ciała pielgrzyma, który zmarł na czerwonkę. F. Gottschlich wyizolował kilka takich szczepów. Nie różniły się one od przecinkowca cholery pod żadnym względem i były aglutynowane przez cholerę O-serum. Jednakże, ponieważ w tamtym czasie nie było cholery wśród pielgrzymów, a długotrwałe nosicielstwo przecinkowca cholery uważano za mało prawdopodobne, kwestia możliwej roli etiologicznej V. eltor w cholerze pozostawała kontrowersyjna przez długi czas. Ponadto przecinkowiec El Tor, w przeciwieństwie do V. cholerae, miał działanie hemolityczne. Jednakże w 1937 roku ten wibrio wywołał dużą i ciężką epidemię cholery na wyspie Sulawesi (Indonezja) ze wskaźnikiem śmiertelności przekraczającym 60%. Wreszcie w 1961 roku stał się winowajcą 7. pandemii, a w 1962 roku ostatecznie rozwiązano kwestię jego cholerycznej natury. Różnice między V. cholerae i V. eltor dotyczą tylko niektórych cech. We wszystkich innych właściwościach V. eltor nie różni się zasadniczo od V. cholerae. Ponadto ustalono obecnie, że biotyp V. proteus (V.finklerpriori) obejmuje całą grupę wibrio, z wyjątkiem grupy 01 (a obecnie 0139), wcześniej nazywanej wibrio NAG. Biotyp V. albensis został wyizolowany z rzeki Łaby i ma zdolność fosforylacji, ale utraciwszy ją, nie różni się niczym od V. proteus. Na podstawie tych danych gatunek Vibrio cholerae dzieli się obecnie na 4 biotypy: V. cholerae 01 cholerae, V. cholerae eltor, V. cholerae 0139 bengal i V. cholerae non 01. Pierwsze trzy należą do dwóch serowarów 01 i 0139. Ostatni biowar obejmuje poprzednie biotypy V. proteus i V. albensis i jest reprezentowany przez wiele innych serowarów przecinkowców, które nie aglutynują surowic 01 i 0139, tj. przecinkowce NAG.

Czynniki patogeniczności przecinkowca cholery

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]

Chemotaksja Vibrio cholerae

Dzięki tym właściwościom vibrio wchodzi w interakcje z komórkami nabłonkowymi. U mutantów cholery vibrio (które utraciły zdolność do chemotaksji) wirulencja jest znacznie zmniejszona, u mutantów Mob (które utraciły ruchliwość) albo całkowicie zanika, albo gwałtownie spada.

Czynniki adhezji i kolonizacji, dzięki którym wibrio przylega do mikrokosmków i kolonizuje błonę śluzową jelita cienkiego. Czynniki adhezji obejmują mucynazę, rozpuszczalną hemaglutyninę/proteazę, neuraminidazę itp. Promują one adhezję i kolonizację poprzez niszczenie substancji, które są częścią śluzu. Rozpuszczalna hemaglutynina/proteaza promuje oddzielanie się wibrio od receptorów komórek nabłonkowych i ich wyjście z jelita do środowiska zewnętrznego, zapewniając ich rozprzestrzenianie się epidemiczne. Neuraminidaza wzmacnia wiązanie między choleragenami a komórkami nabłonkowymi i ułatwia penetrację toksyny do komórek, co zwiększa nasilenie biegunki.

Toksyna cholery jest choleragenem.

Tak zwane nowe toksyny, które mogą powodować biegunkę, ale nie mają żadnego genetycznego ani immunologicznego związku z cholerą.

Czynniki dermoneuryczne i krwotoczne. Natura tych czynników toksycznych i ich rola w patogenezie cholery nie zostały wystarczająco zbadane.

[ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ]

Endotoksyny Vibrio cholerae

Lipopolisacharydy V. cholerae mają silne właściwości endotoksyczne i powodują ogólne zatrucie organizmu.

Głównym z wymienionych czynników patogenności cholery vibrio jest egzotoksyna choleragen (CTX AB), która determinuje patogenezę tej choroby. Cząsteczka cholery składa się z dwóch fragmentów - A i B. Fragment A składa się z dwóch peptydów - A1 i A2, ma on specyficzną właściwość toksyny cholery i nadaje jej cechy superantygenu. Fragment B składa się z 5 identycznych podjednostek. Pełni on dwie funkcje: 1) rozpoznaje receptor (monosialogangliozyd) enterocytu i wiąże się z nim; 2) tworzy wewnątrzbłonowy kanał hydrofobowy dla przejścia podjednostki A. Peptyd A2 służy do wiązania fragmentów A i B. Rzeczywistą funkcję toksyczną pełni peptyd Aj (ADP-rybozylotransferaza). Oddziałuje on z NAD, powodując jego hydrolizę; Powstała ADP-ryboza wiąże się z podjednostką regulacyjną cyklazy adenylanowej. Prowadzi to do zahamowania hydrolizy GTP. Powstały kompleks GTP + cyklaza adenylowa powoduje hydrolizę ATP z utworzeniem cAMP. (Inną ścieżką kumulacji cAMP jest supresja przez choleragen enzymu, który hydrolizuje cAMP do 5-AMP). Manifestacja funkcji genu ctxAB kodującego syntezę egzotoksyny zależy od funkcji szeregu innych genów patogeniczności, w szczególności genów tcp (kodujących syntezę sterowanych toksyną pilusów adhezyjnych - TCAP), genów regulacyjnych toxR, toxS i toxT, genów hap (rozpuszczalnej hemaglutyniny/proteazy) i neuraminidazy (neuraminidazy). Dlatego genetyczna kontrola patogeniczności V. cholerae jest złożona.

Jak się okazało, w chromosomie V. cholerae występują dwie wyspy patogeniczności. Jedna z nich to genom nitkowatego umiarkowanie konwertującego faga CTXφ, a druga to genom również nitkowatego umiarkowanie konwertującego faga VPIcp. Każda z tych wysp patogeniczności zawiera kasety genów określonych w profazie, które określają patogeniczność patogenu cholery. Profag CTXφ przenosi geny CTX, geny nowych toksyn zot i ace, gen ser (synteza adhezyny) i gen ortU (synteza produktu o nieznanej funkcji). Ta kaseta zawiera również gen nei i region faga RS2, który koduje replikację i integrację profaga do chromosomów. Geny zot, ace i ortU są niezbędne do tworzenia wirionów fagowych, gdy profag jest wykluczony z chromosomu patogenu.

Profag VPIcp przenosi geny tcp (kodujące produkcję pilusów (białka TCPA)), toxT, toxR, geny act (dodatkowy czynnik kolonizacji, geny mobilności (integrazy i transpozazy)). Transkrypcja genów wirulencji jest regulowana przez trzy geny regulacyjne: toxR, toxS i toxT. Geny te skoordynowanie, na poziomie transkrypcji, zmieniają aktywność ponad 20 genów wirulencji, w tym ctxAB, tcp i innych genów. Głównym genem regulacyjnym jest gen toxR. Jego uszkodzenie lub brak prowadzi do awirulencji lub do ponad 100-krotnego zmniejszenia produkcji toksyny cholery CTX i TCPA. Być może w ten sposób skoordynowana ekspresja genów wirulencji jest regulowana na wyspach patogeniczności tworzonych przez umiarkowanie konwertujące fagi i w innych gatunkach bakterii. Ustalono, że w chromosomie V. cholerae eltor obecny jest inny profag K139, lecz jego genom został słabo zbadany.

Gen hap jest zlokalizowany na chromosomie. W ten sposób wirulencja (patogeniczność) i potencjał epidemiczny V. cholerae są determinowane przez 4 geny: ctxAB, tcp, toxR i hap.

Do wykrycia zdolności V. cholerae do wytwarzania choleragenu można zastosować różne metody.

Test biologiczny na królikach. Kiedy cholera vibrio jest wstrzykiwana domięśniowo ssącym królikom (w wieku nie dłuższym niż 2 tygodnie), rozwija się u nich typowy zespół cholery: biegunka, odwodnienie i śmierć królika.

Bezpośrednie wykrywanie choleragenu metodą PCR, IFM lub biernej reakcji hemolizy immunologicznej (cholegen wiąże się z Gmj erytrocytów, a one ulegają lizie po dodaniu przeciwciał antytoksycznych i dopełniacza). Jednak samo wykrycie zdolności do wytwarzania toksyny nie wystarczy, aby określić zagrożenie epidemiczne takich szczepów. W tym celu konieczne jest wykrycie obecności genu hap, dlatego najlepszym i najbardziej niezawodnym sposobem na odróżnienie szczepów toksynotwórczych i epidemicznych cholera vibrio grup serologicznych 01 i 0139 jest PCR z użyciem specyficznych primerów do wykrycia wszystkich 4 genów patogeniczności: ctxAB, tcp, toxR i hap.

Zdolność bakterii V. cholerae innych niż serogrupy 01 lub 0139 do wywoływania sporadycznych lub klasterowych chorób biegunkowych u ludzi może wynikać albo z obecności enterotoksyn typu LT lub ST, które stymulują odpowiednio układy cyklazy adenylanowej lub guanylanowej, albo z obecności wyłącznie genów ctxAB i braku genu hap.

Podczas siódmej pandemii wyizolowano szczepy V. cholerae o różnym stopniu wirulencji: cholerogenne (wirulentne), słabo cholerogenne (nisko wirulentne) i nie-cholerogenne (niewirulentne). Nie-cholerogenne V. cholerae z reguły wykazują aktywność hemolityczną, nie są lizowane przez diagnostycznego faga cholery HDF(5) i nie powodują chorób u ludzi.

Do typowania fagowego V. cholerae 01 (w tym El Tor) S. Mukherjee zaproponował zestawy fagów, które następnie uzupełniono o inne fagi w Rosji. Zestaw takich fagów (1-7) pozwala odróżnić typy fagów wśród V. cholerae 0116. Do identyfikacji toksynotwórczych i nietoksynotwórczych V. cholerae El Tor, zamiast HDF-3, HDF-4 i HDF-5, w Rosji proponuje się obecnie fagi CTX* (lizujące toksynotwórcze przecinkowce El Tor) i CTX" (lizujące nietoksynotwórcze przecinkowce El Tor).

[ 19 ], [ 20 ], [ 21 ]

Odporność patogenów cholery

Przecinkowce cholery dobrze przeżywają w niskich temperaturach; w lodzie zachowują żywotność do 1 miesiąca; w wodzie morskiej - do 47 dni, w wodzie rzecznej - od 3-5 dni do kilku tygodni, w przegotowanej wodzie mineralnej przeżywają ponad 1 rok, w glebie - od 8 dni do 3 miesięcy, w świeżym kale - do 3 dni, na gotowanych produktach (ryż, makaron, mięso, kasza itp.) przeżywają 2-5 dni, na surowych warzywach - 2-4 dni, na owocach - 1-2 dni, w mleku i produktach mlecznych - 5 dni; przechowywane w zimnie okres przeżywalności wydłuża się o 1-3 dni; na lnianej bieliźnie zanieczyszczonej kałem przeżywają do 2 dni, a na wilgotnym materiale - tydzień. Przecinkowce cholery giną w ciągu 5 minut w temperaturze 80 °C, a natychmiast w 100 °C; są bardzo wrażliwe na kwasy; giną w ciągu 5-15 minut pod wpływem chloraminy i innych środków dezynfekujących. Są wrażliwe na wysuszenie i bezpośrednie światło słoneczne, ale dobrze i długo przeżywają, a nawet rozmnażają się w otwartych zbiornikach wodnych i ściekach bogatych w materię organiczną, o zasadowym pH i temperaturze powyżej 10-12 °C. Są bardzo wrażliwe na chlor: dawka aktywnego chloru 0,3-0,4 mg/l wody w ciągu 30 minut powoduje niezawodną dezynfekcję przed przecinkowcami cholery.

Wibrion chorobotwórczy dla ludzi, który nie należy do gatunku Vibrio Cholerae

Rodzaj Vibrio obejmuje ponad 25 gatunków, z których, oprócz V. cholerae, co najmniej osiem jest zdolnych do wywoływania chorób u ludzi: V. parahaemolyticus, V. alginolyticus, V. vulnificus, V. fluvialis, V. fumissii, V. mimicus, V. damsela i V. hollisae. Wszystkie te wibriony zamieszkują morza i zatoki. Zakażenie następuje poprzez pływanie lub spożywanie owoców morza. Stwierdzono, że wibriony cholery i inne niż cholera mogą powodować nie tylko zapalenie żołądka i jelit, ale także zakażenia ran. Zdolność tę stwierdzono u grup V. cholerae 01 i non-01, V. parahaemolyticus, V. alginolyticus, V. mimicus, V. damsela i V. vulnificus. Powodują one procesy zapalne w tkankach miękkich, gdy zostaną uszkodzone przez skorupę zwierząt morskich lub gdy mają bezpośredni kontakt z zakażoną wodą morską.

Spośród wymienionych patogennych przecinkowców innych niż cholera, największe znaczenie praktyczne mają V. parahaemolyticus, V. alginolyticus, V. vulnificus i V. fluvialis.

V. parahaemolyticus - parahemolityczny vibrio - został po raz pierwszy wyizolowany w Japonii w 1950 r. podczas dużej epidemii zatruć pokarmowych spowodowanej spożyciem półsuszonych sardynek (śmiertelność wynosiła 7,5%). Czynnik sprawczy należał do rodzaju Vibrio przez R. Sakazaki w 1963 r. Podzielił on badane szczepy na 2 gatunki: V. parahaemolyticus i V. alginolyticus. Oba gatunki występują w przybrzeżnej wodzie morskiej, a wśród jej mieszkańców są halofilami (gr. hals - sól); w przeciwieństwie do zwykłych wibrionów, halofilne nie rosną na podłożach bez NaCl i dobrze się rozmnażają przy wysokich jego stężeniach. Przynależność gatunkowa halofilnych wibrionów jest określana przez ich zdolność do fermentacji sacharozy, tworzenia acetylometylokarbinolu i rozmnażania się w PV z 10% NaCl. Wszystkie te cechy są charakterystyczne dla gatunku V. alginolyticus, lecz nie występują u V. parahaemolyticus.

Parahemolizujące wibrio ma trzy rodzaje antygenów: ciepłochwiejne wiciowe antygeny H, ciepłostabilne antygeny O, które nie ulegają zniszczeniu w wyniku ogrzewania do 120 °C przez 2 godziny, oraz powierzchniowe antygeny K, które ulegają zniszczeniu w wyniku ogrzewania. Świeżo wyizolowane kultury V. parahaemolyticus mają dobrze zdefiniowane antygeny K, które chronią żywe wibriosa przed aglutynacją przez homologiczne surowice O. Antygeny H są takie same dla wszystkich szczepów, ale antygeny H monotrichus różnią się od antygenów H peritrichs. Zgodnie z antygenem O, V. parahaemolyticus dzieli się na 14 serogrup. W obrębie grup serologicznych wibriony dzielą się na serotypy według antygenów K, których łączna liczba wynosi 61. Schemat antygenowy V. parahaemolyticus opracowano wyłącznie dla szczepów izolowanych od ludzi.

Patogeniczność V. parahaemolyticus jest związana z jego zdolnością do syntezy hemolizyny, która ma właściwości enterotoksyczne. Tę ostatnią wykrywa się metodą Kanagawy. Jej istota polega na tym, że V. parahaemolyticus, patogenny dla ludzi, powoduje wyraźną hemolizę na agarze z krwią zawierającym 7% NaCl. Na agarze z krwią zawierającym mniej niż 5% NaCl hemolizę powoduje wiele szczepów V. parahaemolyticus, a na agarze z krwią zawierającym 7% NaCl - tylko szczepy o właściwościach enteropatogennych. Parahemolytic vibrio występuje na wybrzeżach mórz Japońskiego, Kaspijskiego, Czarnego i innych. Powoduje toksyczne zakażenia przenoszone drogą pokarmową i choroby przypominające czerwonkę. Zakażenie następuje podczas spożywania surowych lub półsurowych owoców morza zakażonych V- parahaemolyticus (ryby morskie, ostrygi, skorupiaki itp.).

Spośród ośmiu wyżej wymienionych niecholerowych przecinkowców najbardziej patogennym dla ludzi jest V. vulnificus, który został opisany po raz pierwszy w 1976 r. jako Beneckea vulnificus, a następnie przeklasyfikowany jako Vibrio vulnificus w 1980 r. Często występuje w wodzie morskiej i jej mieszkańcach i powoduje różne choroby u ludzi. Szczepy V. vulnificus pochodzenia morskiego i klinicznego nie różnią się od siebie ani fenotypowo, ani genetycznie.

Zakażenia ran wywołane przez V. vulnificus postępują szybko i prowadzą do powstania guzów, a następnie martwicy tkanek. Występuje gorączka, dreszcze, czasami silny ból, a w niektórych przypadkach konieczna jest amputacja.

Stwierdzono, że V. vulnificus wytwarza egzotoksynę. Eksperymenty na zwierzętach wykazały, że patogen powoduje poważne uszkodzenia miejscowe z rozwojem obrzęku i martwicy tkanek, a następnie śmierć. Rola egzotoksyny w patogenezie choroby jest badana.

Oprócz zakażeń ran, V. vulnificus może powodować zapalenie płuc u ofiar utonięć i zapalenie błony śluzowej macicy u kobiet po narażeniu na działanie wody morskiej. Najcięższą postacią zakażenia wywołanego przez V. vulnificus jest pierwotna posocznica związana ze spożyciem surowych ostryg (i prawdopodobnie innych zwierząt morskich). Choroba ta rozwija się bardzo szybko: u pacjenta występuje złe samopoczucie, gorączka, dreszcze i wyczerpanie, a następnie ciężkie niedociśnienie, które jest główną przyczyną śmierci (wskaźnik śmiertelności wynosi około 50%).

V. fluvialis został po raz pierwszy opisany jako patogen zapalenia żołądka i jelit w 1981 roku. Należy do podgrupy niecholerogennych przecinkowców, które mają dihydrolazę argininową, ale nie mają dekarboksylaz netornityny i lizyny (V. fluvialis, V. furnissii, V. damsela, tj. fenotypowo podobne do Aeromonas). V. fluvialis jest częstym czynnikiem wywołującym zapalenie żołądka i jelit, któremu towarzyszą silne wymioty, biegunka, ból brzucha, gorączka i silne lub umiarkowane odwodnienie. Głównym czynnikiem chorobotwórczym jest enterotoksyna.

Epidemiologia cholery

Głównym źródłem zakażenia jest wyłącznie człowiek - chory na cholerę lub nosiciel przecinkowca, a także zanieczyszczona nimi woda. Żadne zwierzę w naturze nie zapada na cholerę. Droga zakażenia jest feko-oralna. Drogi zakażenia: a) główna - poprzez wodę wykorzystywaną do picia, kąpieli i potrzeb gospodarczych; b) kontaktowo-gospodarcza i c) poprzez żywność. Wszystkie większe epidemie i pandemie cholery były związane z wodą. Przecinkowce cholery mają takie mechanizmy adaptacyjne, które zapewniają istnienie ich populacji zarówno w organizmie człowieka, jak i w niektórych ekosystemach otwartych zbiorników wodnych. Ciężka biegunka, którą wywołuje przecinkowiec cholery, prowadzi do oczyszczenia jelit z konkurencyjnych bakterii i przyczynia się do szerokiego rozprzestrzeniania się patogenu w środowisku, przede wszystkim w ściekach i otwartych zbiornikach wodnych, gdzie są one zrzucane. Osoba chora na cholerę wydala patogen w ogromnych ilościach - od 100 milionów do 1 miliarda na 1 ml kału, nosiciel vibrio wydala 100-100 000 vibrio w 1 ml, dawka zakaźna wynosi około 1 miliona vibrio. Czas wydalania cholery vibrio u zdrowych nosicieli wynosi od 7 do 42 dni, a u tych, którzy wyzdrowieli 7-10 dni. Dłuższe wydalanie jest niezwykle rzadkie.

Osobliwością cholery jest to, że po niej z reguły nie dochodzi do długotrwałego przenoszenia i nie tworzą się żadne stabilne ogniska endemiczne. Jednak, jak już wskazano powyżej, z powodu zanieczyszczenia otwartych zbiorników wodnych ściekami zawierającymi duże ilości substancji organicznych, detergentów i soli kuchennej, latem przecinkowiec cholery nie tylko długo w nich żyje, ale nawet się rozmnaża.

Ogromne znaczenie epidemiologiczne ma fakt, że cholera vibrios z grupy 01, zarówno nietoksygeniczne, jak i toksyczne, mogą przetrwać przez długi czas w różnych ekosystemach wodnych jako formy nieuprawiane. Wykorzystując reakcję łańcuchową polimerazy, geny vct nieuprawianych form V. chokrae wykryto w różnych zbiornikach wodnych na wielu terytoriach endemicznych WNP podczas negatywnych badań bakteriologicznych.

Endemicznym ogniskiem przecinka cholery El Tor jest Indonezja; pojawienie się tam sprawcy siódmej pandemii uważa się za związane z rozszerzeniem powiązań gospodarczych Indonezji ze światem zewnętrznym po uzyskaniu przez nią niepodległości, a na czas trwania i błyskawiczny rozwój pandemii, zwłaszcza jej drugiej fali, decydujący wpływ miał brak odporności na cholerę oraz różnego rodzaju wstrząsy społeczne w krajach Azji, Afryki i Ameryki.

W przypadku wystąpienia cholery podejmowany jest szereg środków antyepidemicznych, wśród których wiodącymi i decydującymi są aktywne, terminowe wykrywanie i izolacja (hospitalizacja, leczenie) pacjentów w postaci ostrej i atypowej oraz zdrowych nosicieli przecinkowców; podejmowane są środki mające na celu zapobieganie możliwym drogom zakażenia; szczególną uwagę zwraca się na zaopatrzenie w wodę (chlorowanie wody pitnej), przestrzeganie warunków sanitarno-higienicznych w przedsiębiorstwach spożywczych, w placówkach dla dzieci, miejscach publicznych; nad otwartymi zbiornikami wodnymi prowadzona jest ścisła kontrola, w tym bakteriologiczna, przeprowadzane są szczepienia ludności itp.

[ 22 ], [ 23 ], [ 24 ], [ 25 ], [ 26 ]

Objawy cholery

Okres inkubacji cholery waha się od kilku godzin do 6 dni, najczęściej 2-3 dni. Po wniknięciu do światła jelita cienkiego, przecinkowce cholery, dzięki swojej ruchliwości i chemotaksji do błony śluzowej, kierują się do śluzu. Aby przez niego przeniknąć, przecinkowce wytwarzają szereg enzymów: neuraminidazę, mucynazę, proteazy, lecytynazę, które niszczą substancje zawarte w śluzie i ułatwiają przemieszczanie się przecinkowcowisk do komórek nabłonkowych. Przez adhezję przecinkowce przyczepiają się do glikokaliksu nabłonka i tracąc ruchomość zaczynają się intensywnie namnażać, kolonizując mikrokosmki jelita cienkiego (patrz kolorowa wkładka, ryc. 101.2), i jednocześnie wytwarzają dużą ilość egzotoksyny-cholerogenu. Cząsteczki choleragenu wiążą się z monosialogangliozydem Gni! I przenikają przez błonę komórkową, gdzie aktywują układ cyklazy adenylowej, a gromadzący się cAMP powoduje nadmierne wydzielanie płynu, kationów i anionów Na, HCO, Kl, Cl z enterocytów, co prowadzi do biegunki cholerycznej, odwodnienia i odsalania organizmu. Istnieją trzy typy choroby:

• gwałtowna, ciężka, odwadniająca choroba biegunkowa, która w ciągu kilku godzin prowadzi do śmierci pacjenta;
• przebieg łagodniejszy, czyli biegunka bez odwodnienia;
• bezobjawowy przebieg choroby (nosicielstwo przecinkowców).

W ciężkich przypadkach cholery u pacjentów występuje biegunka, zwiększa się częstotliwość stolca, kał staje się bardziej obfity, staje się wodnisty, traci swój kałowy zapach i wygląda jak wywar ryżowy (mętny płyn z resztkami śluzu i komórkami nabłonkowymi pływającymi w nim). Następnie występują wyniszczające wymioty, najpierw treścią jelitową, a następnie wymioty przybierają wygląd wywaru ryżowego. Temperatura pacjenta spada poniżej normy, skóra staje się sina, pomarszczona i zimna - cholera algid. W wyniku odwodnienia krew gęstnieje, rozwija się sinica, niedotlenienie, gwałtownie pogarsza się funkcja nerek, pojawiają się drgawki, pacjent traci przytomność i następuje śmierć. Współczynnik śmiertelności z powodu cholery podczas siódmej pandemii wahał się od 1,5% w krajach rozwiniętych do 50% w krajach rozwijających się.

Odporność poinfekcyjna jest silna, długotrwała, a nawracające choroby są rzadkie. Odporność jest antytoksyczna i przeciwdrobnoustrojowa, powodowana przez przeciwciała (antytoksyny utrzymują się dłużej niż przeciwciała przeciwdrobnoustrojowe), komórki pamięci immunologicznej i fagocyty.

Diagnostyka laboratoryjna cholery

Podstawową i decydującą metodą diagnozowania cholery jest badanie bakteriologiczne. Materiałem do badania od pacjenta są kał i wymioty; kał bada się na obecność przecinkowców; od osób zmarłych na cholerę pobiera się do badania podwiązany odcinek jelita cienkiego i pęcherzyk żółciowy; z przedmiotów środowiska zewnętrznego najczęściej bada się wodę z otwartych zbiorników i ścieki.

Podczas przeprowadzania badania bakteriologicznego konieczne jest spełnienie trzech warunków:

• jak najszybciej usunąć materiał od pacjenta (przecinkowiec cholery przeżywa w kale krótki okres czasu);
• pojemnik, w którym pobierany jest materiał, nie powinien być dezynfekowany środkami chemicznymi i nie powinien zawierać ich śladowych ilości, gdyż przecinkowiec cholery jest na nie bardzo wrażliwy;
• wyeliminować możliwość skażenia i zakażenia innych osób.

Hodowlę izoluje się według następującego schematu: wysiew na PV, jednocześnie na alkaliczne MPA lub dowolne selektywne podłoże (najlepiej TCBS). Po 6 godzinach bada się film utworzony na PV i w razie potrzeby wykonuje się transfer na drugie PV (w tym przypadku szybkość wysiewu cholera vibrio wzrasta o 10%). Z PV wykonuje się transfer na alkaliczne MPA. Podejrzane kolonie (szklisto-przezroczyste) przenosi się w celu uzyskania czystej kultury, którą identyfikuje się na podstawie właściwości morfologicznych, kulturowych, biochemicznych, ruchliwości, a na koniec typuje się przy użyciu diagnostycznych surowic aglutynujących O-, OR-, Inaba i Ogawa oraz fagów (HDF). Zaproponowano różne opcje przyspieszonej diagnostyki, z których najlepszą jest metoda luminescencyjno-serologiczna. Umożliwia wykrycie cholery vibrio bezpośrednio w materiale testowym (lub po wstępnej hodowli w dwóch probówkach z 1% PV, do jednej z których dodano bakteriofaga cholery) w ciągu 1,5-2 godzin. Do przyspieszonego wykrywania cholery vibrio, Niżny Nowogród IEM zaproponował zestaw papierowych dysków wskaźnikowych składających się z 13 testów biochemicznych (oksydaza, indol, ureaza, laktoza, glukoza, sacharoza, mannoza, arabinoza, mannitol, inozytol, arginina, ornityna, lizyna), które pozwalają odróżnić przedstawicieli rodzaju Vibrio od rodzajów Aeromonas, Plesiomonas, Pseudomonas, Comamonas i z rodziny Enterobacteriaceae. Do szybkiego wykrywania cholery vibrio w kale i w obiektach środowiskowych można użyć RPGA z przeciwciałem diagnostycznym. W celu wykrycia nieuprawnych form przecinkowca cholery w obiektach środowiskowych stosuje się wyłącznie metodę reakcji łańcuchowej polimerazy.

W przypadkach, gdy izolowane są bakterie V. cholerae nie należące do grupy Ol, należy je typizować przy użyciu odpowiednich surowic aglutynujących innych grup serologicznych. Izolacja bakterii V. cholerae nie należącej do grupy Ol od pacjenta z biegunką (w tym biegunką choleropodobną) wymaga takich samych środków przeciwepidemicznych, jak w przypadku izolacji bakterii V. cholerae z grupy Ol. W razie potrzeby w takich wibriozach określa się obecność genów patogeniczności ctxAB, tcp, toxR i hap przy użyciu PCR.

Diagnostyka serologiczna cholery ma charakter pomocniczy. W tym celu można wykorzystać reakcję aglutynacji, ale lepiej jest oznaczyć miano przeciwciał lub antytoksyn wibriobójczych (przeciwciała na cholerę oznacza się metodą immunoenzymatyczną lub immunofluorescencyjną).

Diagnostyka laboratoryjna wibrionów niecholerogennych

Podstawową metodą diagnostyki chorób wywoływanych przez niecholerogenne przecinkowce jest badanie bakteriologiczne z wykorzystaniem selektywnych podłoży, takich jak TCBS, MacConkey itp. Przynależność wyizolowanej kultury do rodzaju Vibrio ustala się na podstawie kluczowych cech bakterii tego rodzaju.

Leczenie cholery

Leczenie chorych na cholerę powinno polegać przede wszystkim na nawodnieniu i przywróceniu prawidłowego metabolizmu wodno-solnego. W tym celu zaleca się stosowanie roztworów soli fizjologicznej, np. o następującym składzie: NaCl - 3,5; NaHC03 - 2,5; KCl - 1,5 i glukozy - 20,0 g na 1 litr wody. Takie uzasadnione patogenetycznie leczenie w połączeniu z racjonalną antybiotykoterapią pozwala zmniejszyć śmiertelność w cholerze do 1% lub mniej.

Specyficzna profilaktyka cholery

Aby stworzyć sztuczną odporność, zaproponowano szczepionkę na cholerę, w tym szczepionkę wykonaną z zabitych szczepów Inaba i Ogawa; toksoid cholery do stosowania podskórnego oraz dojelitową chemiczną szczepionkę biwalentną składającą się z anatoksyny i antygenów somatycznych serotypów Inaba i Ogawa, ponieważ nie tworzy się odporność krzyżowa. Jednak czas trwania odporności po szczepieniu nie przekracza 6-8 miesięcy, więc szczepienia przeprowadza się tylko zgodnie ze wskazaniami epidemiologicznymi. Profilaktyka antybiotykowa sprawdziła się dobrze w ogniskach cholery, w szczególności tetracyklina, na którą przecinkowiec cholery jest bardzo wrażliwy. W tym samym celu można stosować inne antybiotyki skuteczne przeciwko V. cholerae.