Salmonellae - czynniki wywołujące dur brzuszny i dur paratyfusowy

Dur brzuszny jest ciężką, ostrą chorobą zakaźną charakteryzującą się głębokim ogólnym zatruciem, bakteriemią i specyficznym uszkodzeniem układu limfatycznego jelita cienkiego. Zatrucie objawia się silnym bólem głowy, zamgleniem świadomości i majaczeniem (tyfus od greckiego typhos - mgła). Dur brzuszny jako niezależną jednostkę nozologiczną po raz pierwszy próbował zidentyfikować rosyjski lekarz AG Piatnicki w 1804 r., ale ostatecznie dokonał tego w 1822 r. R. Bretonneau, który odróżnił tę chorobę od gruźlicy jelit i zasugerował zaraźliwy charakter duru brzusznego.

Czynnik wywołujący dur brzuszny - Salmonella typhi - został odkryty w 1880 roku przez K. Eberta, a wyizolowany w czystej kulturze w 1884 roku przez K. Gaffky'ego. Wkrótce wyizolowano i zbadano czynniki wywołujące dur brzuszny typu A i B - S. paratyphi A i S. paratyphi B. Rodzaj Salmonella obejmuje dużą grupę bakterii, ale tylko trzy z nich - S. typhi, S. paratyphi A i S. paratyphi B - wywołują chorobę u ludzi z obrazem klinicznym duru brzusznego. Morfologicznie są one nie do odróżnienia - krótkie pałeczki gram-ujemne o zaokrąglonych końcach, długości 1-3,5 μm, średnicy 0,5-0,8 μm; nie tworzą zarodników ani otoczek i wykazują aktywną ruchliwość (peritrichous). Zawartość G + C w DNA wynosi 50-52 mol %.

Czynniki wywołujące dur brzuszny i dur paratfusowy to beztlenowce fakultatywne, optymalna temperatura wzrostu wynosi 37 °C (ale mogą rosnąć w zakresie od 10 do 41 °C), pH 6,8-7,2; nie są wymagające co do pożywek. Wzrostowi na bulionie towarzyszy zmętnienie, na MPA tworzą się delikatne okrągłe, gładkie, przezroczyste kolonie o średnicy 2-4 mm. Natomiast kolonie S. typhi z antygenem Vi są zmętnione. Kolonie S. paratyphi B są grubsze, po kilku dniach na ich obwodzie tworzą się osobliwe grzbiety. Na podłożu Endo kolonie wszystkich trzech salmonelli są bezbarwne, na agarze siarczynowo-bizmutowym są czarne. W przypadku dysocjacji na gęstym podłożu rosną kolonie w formie R. Selektywnym środowiskiem dla patogenów duru brzusznego i duru paratfusowego jest żółć lub bulion żółciowy.

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

Właściwości biochemiczne patogenów duru brzusznego i duru rzekomego

Patogeny duru brzusznego i paratyfusu dają pozytywną reakcję z MR, nie tworzą indolu, nie upłynniają żelatyny, redukują azotany do azotynów, nie tworzą acetoiny. S. typhi nie rośnie na agarze głodowym z cytrynianem. Główne różnice biochemiczne między patogenami duru brzusznego i paratyfusu polegają na tym, że S. typhi fermentuje glukozę i niektóre inne węglowodany z wytworzeniem tylko kwasu, a S. paratyphi A i S. paratyphi B - z wytworzeniem zarówno kwasu, jak i gazu.

S. typhi dzieli się na cztery typy biochemiczne w zależności od zdolności fermentacji ksylozy i arabinozy: I, II, III, IV.

Ksyloza + - + -

Arabinoza - - + +

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]

Struktura antygenowa patogenów duru brzusznego i duru przytłumionego

Salmonella ma antygeny O i H. Są one podzielone na dużą liczbę grup serologicznych według antygenów O i na serotypy według antygenów H (więcej informacji na temat klasyfikacji serologicznej salmonelli znajduje się w następnej sekcji). S. typhi, S. paratyphi A i S. paratyphi B różnią się od siebie zarówno antygenami O (należą do różnych grup serologicznych), jak i antygenami H.

W 1934 roku A. Felix i R. Pitt ustalili, że S. typhi, oprócz antygenów O i H, ma jeszcze jeden antygen powierzchniowy, który nazwali antygenem wirulencji (antygen Vi). Antygen Vi różni się od antygenów O i H swoją naturą chemiczną; składa się z trzech różnych frakcji, ale jego podstawą jest złożony polimer kwasu N-acetylogalaktozaminouronowego o masie cząsteczkowej 10 MD. Antygen Vi zwykle występuje w świeżo wyizolowanych kulturach, ale łatwo go traci pod wpływem różnych czynników (w szczególności przy hodowli w temperaturach powyżej 40 °C i poniżej 20 °C, na podłożach z kwasem karbolowym itp.), a podczas długotrwałego przechowywania kultur ulega zniszczeniu w temperaturze 100 °C przez 10 min. Ponieważ jest on zlokalizowany bardziej powierzchownie niż antygen O, jego obecność zapobiega aglutynacji hodowli S. typhi z surowicą specyficzną dla O, więc taką hodowlę należy przetestować w reakcji aglutynacji z surowicą Vi. Z kolei utrata antygenu Vi prowadzi do uwolnienia antygenu O i przywrócenia aglutynacji O, ale aglutynacja Vi zostaje utracona. Zawartość ilościowa antygenu Vi w S. typhi może się znacznie różnić, więc F. Kauffmann zaproponował klasyfikację S. typhi na trzy grupy według zawartości antygenu Vi:

• czyste formy v (niem. viel - wiele);
• czyste formy w (niem. wenig - mały);
• pośrednie formy vw.

Odkryto trzy niezwykłe mutanty S. typhi: Vi-I, forma R, w której komórki nie mają antygenów H i O, ale uporczywie zachowują antygen Vi; O-901, nie ma antygenów H i Vi; H-901, zawiera antygeny O i H, ale nie ma antygenu Vi. Wszystkie trzy antygeny: O, H i Vi, mają wyraźne właściwości immunogenne. Obecność antygenów Vi umożliwia poddanie kultur S. typhi typhi typowaniu fagowemu. Istnieją dwa typy fagów, które lizy tylko te kultury, które zawierają antygen Vi: Vi-I, uniwersalny fag, który lizy większość kultur S. typhi zawierających Vi; oraz zestaw fagów Vi-II, które selektywnie lizy kultury S. typhi. Po raz pierwszy zostało to wykazane w 1938 roku przez J. Craige'a i K. Iana. Używając fagów Vi typu II, podzielili S. typhi na 11 typów fagów. Do 1987 r. zidentyfikowano 106 różnych typów fagów Vi S. typhi. Ich wrażliwość na odpowiadające im fagi jest cechą stabilną, więc typowanie fagów ma duże znaczenie epidemiologiczne.

Opracowano również schematy typowania fagów dla S. paratyphi A i S. paratyphi B, zgodnie z którymi dzielą się one na dziesiątki typów fagów. Istotne jest, że typy fagów salmonelli mogą nie różnić się od siebie żadnymi innymi cechami.

[ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ]

Odporność patogenów duru brzusznego i duru rzekomego

Patogeny duru brzusznego i paraduru brzusznego przeżywają w środowisku zewnętrznym (woda, gleba, kurz), w zależności od warunków, od kilku dni do kilku miesięcy. W bieżącej wodzie mogą przetrwać do 10 dni, w wodzie stojącej - do 4 tygodni, na warzywach i owocach - 5-10 dni, na naczyniach - do 2 tygodni, w maśle, serze - do 3 miesięcy, w lodzie - do 3 miesięcy i więcej; podgrzanie do temperatury 60 °C zabija w ciągu 30 minut, a gotowanie - natychmiast. Konwencjonalne chemiczne środki dezynfekujące zabijają je w ciągu kilku minut. Zawartość aktywnego chloru w wodzie wodociągowej w dawce 0,5-1,0 mg/l lub ozonowanie wody zapewniają jej niezawodną dezynfekcję zarówno od salmonelli, jak i innych chorobotwórczych bakterii jelitowych.

Czynniki patogeniczności patogenów duru brzusznego i duru rzekomego

Najważniejszą cechą biologiczną patogenów duru brzusznego i paratyfusu A i B jest ich zdolność do opierania się fagocytozie i namnażania się w komórkach układu limfatycznego. Nie tworzą egzotoksyn. Głównym czynnikiem ich patogenności, oprócz antygenu Vi, jest endotoksyna, która charakteryzuje się niezwykle wysoką toksycznością. Takie czynniki patogenności jak fibrynolizyna, koagulaza osocza, hialuronidaza, lecytynaza itp., są bardzo rzadko spotykane u patogenów duru brzusznego i paratyfusu. Najczęściej (w 75-85% badanych kultur S. typhi i S. paratyphi B) stwierdza się DNAzę. Ustalono, że szczepy S. typhi z plazmidem o mm 6 MD mają wyższą wirulencję. Dlatego kwestia czynników patogenności tych salmonelli pozostaje słabo poznana.

[ 15 ], [ 16 ], [ 17 ]

Odporność po zakażeniu

Trwałe, długotrwałe, powtarzające się gorączki duru brzusznego i duru rzekomego są rzadkie. Odporność jest wynikiem pojawienia się przeciwciał przeciwko antygenom Vi-, O- i H-, komórek pamięci immunologicznej i zwiększonej aktywności fagocytów. Odporność po szczepieniu, w przeciwieństwie do odporności po zakażeniu, jest krótkotrwała (około 12 miesięcy).

Epidemiologia duru brzusznego i duru rzekomego

Źródłem duru brzusznego i paratyfusu A jest wyłącznie człowiek, pacjent lub nosiciel. Źródłem paratyfusu B, oprócz człowieka, mogą być również zwierzęta, w tym ptaki. Mechanizm zakażenia jest fekalno-oralny. Dawka zakaźna S. typhi wynosi 105 komórek (wywołuje chorobę u 50% ochotników), dawki zakaźne salmonelli paratyfusu A i B są znacznie wyższe. Zakażenie następuje głównie w wyniku kontaktu bezpośredniego lub pośredniego, a także poprzez wodę lub żywność, zwłaszcza mleko. Największe epidemie były spowodowane zakażeniem patogenami wody wodociągowej (epidemie wodne).

[ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ], [ 22 ]

Objawy duru brzusznego i duru rzekomego

Okres inkubacji duru brzusznego wynosi 15 dni, ale może się wahać od 7 do 25 dni. Zależy to od dawki infekującej, zjadliwości patogenu i stanu odpornościowego pacjenta. Patogeneza i obraz kliniczny duru brzusznego oraz paratyfusu A i B są bardzo podobne. W rozwoju choroby wyraźnie zidentyfikowano następujące stadia:

• stadium inwazji. Patogen wnika do jelita cienkiego przez usta;
• poprzez drogi limfatyczne salmonella wnika do tworów limfoidalnych podśluzówki jelita cienkiego (kępki Peyera i mieszki samotne) i rozmnażając się w nich wywołuje zapalenie naczyń chłonnych i węzłów chłonnych (rodzaj granulocytów duru brzusznego);
• bakteriemii – uwolnienie patogenu w dużych ilościach do krwi. Etap bakteriemii rozpoczyna się pod koniec okresu inkubacji i może (w przypadku braku skutecznego leczenia) trwać przez cały okres choroby;
• stadium intoksykacji następuje w wyniku rozpadu bakterii pod wpływem bakteriobójczych właściwości krwi i uwolnienia endotoksyn;
• stadium dyfuzji miąższowej. Salmonella jest wchłaniana z krwi przez makrofagi szpiku kostnego, śledziony, węzłów chłonnych, wątroby i innych narządów. Patogen duru brzusznego gromadzi się w dużych ilościach w przewodach żółciowych wątroby i w pęcherzyku żółciowym, gdzie znajduje dogodne warunki do rozmnażania i gdzie właściwości bakteriobójcze krwi są osłabiane przez wpływ żółci;
• stadium wydalniczo-alergiczne. W miarę rozwoju odporności rozpoczyna się proces uwalniania patogenu. Proces ten przeprowadzają wszystkie gruczoły: ślinowy, jelitowy, potowy, mleczny (podczas karmienia piersią), układ moczowy, a szczególnie aktywnie – wątroba i pęcherzyk żółciowy. Salmonella uwolniona z pęcherzyka żółciowego ponownie trafia do jelita cienkiego, skąd część z nich jest wydalana z kałem, a część ponownie atakuje węzły chłonne. Wtórne wniknięcie do już uczulonych węzłów powoduje w nich reakcję hiperergiczną, która objawia się martwicą i owrzodzeniem. Stadium to jest niebezpieczne ze względu na możliwość perforacji ściany jelita (wrzody), krwawienia wewnętrznego i rozwoju zapalenia otrzewnej;
• etap rekonwalescencji. Proces gojenia się owrzodzeń przebiega bez powstawania oszpecających blizn w obszarach oczyszczonych z martwiczych złogów.

Z kolei w obrazie klinicznym choroby wyróżnia się następujące okresy:

• I stadium początkowe - stadium narastające (1 tydzień): stopniowy wzrost temperatury do 40-42 °C, narastające zatrucie i inne objawy choroby.
• II - stadium maksymalnego rozwoju wszystkich objawów - stadium szczytowe (2-3 tydzień choroby): temperatura utrzymuje się wysoka;
• III - stadium zaniku choroby - stadium dekrementi (4 tydzień choroby): stopniowe obniżanie się temperatury ciała i osłabienie występowania innych objawów;
• IV - etap rekonwalescencji.

W 8-9 dniu choroby, a czasami później, u wielu pacjentów rozwija się wysypka różyczkowa na skórze brzucha, klatki piersiowej i pleców. Pojawienie się wysypki (małych czerwonych plamek) jest konsekwencją lokalnych procesów wytwórczo-zapalnych o charakterze alergicznym w powierzchownych warstwach skóry w pobliżu naczyń limfatycznych, które zawierają w dużej ilości czynnik wywołujący chorobę. Wyzdrowienie kliniczne nie zawsze pokrywa się z wyzdrowieniem bakteriologicznym. Około 5% wyleczonych staje się przewlekłymi nosicielami salmonelli duru brzusznego lub paratyfusu. Przyczyny leżące u podstaw długotrwałego (ponad 3 miesiące, a czasami wiele lat) nosicielstwa salmonelli pozostają niejasne. Miejscowe procesy zapalne w drogach żółciowych (czasem w drogach moczowych), które często powstają w związku z zakażeniami duru brzusznego i paratyfusu lub są zaostrzane w wyniku tych zakażeń, odgrywają pewną rolę w powstawaniu nosicielstwa. Jednak ich L-transformacja odgrywa równie ważną rolę w powstawaniu długotrwałego nosicielstwa dur brzusznego i paratyfusowego salmonelli A i B. L-formy salmonelli tracą antygeny H-, częściowo 0- i Vi-, są zlokalizowane z reguły wewnątrzkomórkowo (wewnątrz makrofagów szpiku kostnego), dlatego stają się niedostępne ani dla leków chemioterapii, ani dla przeciwciał i mogą utrzymywać się w organizmie ozdrowieńca przez długi czas. Powracając do swoich pierwotnych form i całkowicie przywracając swoją strukturę antygenową, salmonella znów staje się wirulentna, ponownie przenika do dróg żółciowych, powoduje zaostrzenie procesu nosicielstwa, jest wydalana z kałem, a taki nosiciel staje się źródłem zakażenia dla innych. Możliwe jest również, że powstawanie nosicielstwa zależy od pewnego niedoboru układu odpornościowego.

Diagnostyka laboratoryjna duru brzusznego i duru rzekomego

Najwcześniejszą i główną metodą diagnozowania duru brzusznego i duru rzekomego jest bakteriologia - pobranie posiewu krwi lub mielokultury. W tym celu bada się punkcję krwi lub szpiku kostnego. Krew najlepiej zaszczepić na podłożu Rapoporta (bulion żółciowy z dodatkiem glukozy, wskaźnika i szklanej pływaczki) w stosunku 1:10 (1 ml krwi na 10 ml podłoża). Hodowlę należy inkubować w temperaturze 37 C przez co najmniej 8 dni, a biorąc pod uwagę możliwą obecność form L - do 3-4 tygodni. Do identyfikacji izolowanej hodowli salmonelli stosuje się diagnostyczne zaadsorbowane surowice zawierające przeciwciała do antygenów 02 (S. paratyphi A), 04 (S. paratyphi B) i 09 (S. typhi) (biorąc pod uwagę ich właściwości biochemiczne). Jeśli izolowana hodowla S. typhi nie jest aglutynowana przez surowicę 09, należy ją zbadać surowicą Vi.

Do wyizolowania S. typhi można wykorzystać wysięk uzyskany przez skaryfikację różyczki - uzyskuje się kultury różyczki.

Badanie bakteriologiczne kału, moczu i żółci wykonuje się w celu potwierdzenia rozpoznania, monitorowania odnowy bakteriologicznej po wypisaniu rekonwalescentów ze szpitala oraz diagnozy nosicielstwa bakteryjnego. W tym przypadku materiał jest wstępnie zaszczepiany na podłoża wzbogacające (podłoża zawierające substancje chemiczne, takie jak selenit, które hamują wzrost E. coli i innych przedstawicieli mikroflory jelitowej, ale nie hamują wzrostu salmonelli), a następnie z podłoża wzbogacającego na podłoża diagnostyczne różnicowe (Endo, agar siarczynowo-bizmutowy) w celu wyizolowania izolowanych kolonii i uzyskania z nich czystych kultur, zidentyfikowanych zgodnie z powyższym schematem. Do wykrywania antygenów O i Vi w surowicy krwi i kale pacjentów można stosować RSC, RPGA z przeciwciałami diagnostycznymi, reakcje koaglutynacji, agregację-hemaglutynację i IFM. W celu przyspieszenia identyfikacji S. typhi obiecujące jest wykorzystanie fragmentu DNA zawierającego gen antygenu Vi jako sondy (czas identyfikacji 3-4 godziny).

Od końca pierwszego tygodnia choroby w surowicy pacjentów pojawiają się przeciwciała, dlatego w 1896 r. F. Widal zaproponował reakcję aglutynacji w rozszerzonej probówce do diagnozy duru brzusznego. Dynamika zawartości przeciwciał przeciwko S. typhi jest osobliwa: przeciwciała przeciwko antygenowi O pojawiają się jako pierwsze, ale ich miano szybko spada po wyzdrowieniu; przeciwciała H pojawiają się później, ale utrzymują się po chorobie i szczepieniach przez lata. Biorąc pod uwagę tę okoliczność, reakcję Widala przeprowadza się jednocześnie z oddzielnymi O- i H-diagnosticum (a także z paratyfusowymi A- i B-diagnosticum), aby wykluczyć ewentualne błędy związane ze szczepieniami lub wcześniej przebytą chorobą. Jednak swoistość reakcji Widala nie jest wystarczająco wysoka, dlatego też zastosowanie RPGA, w którym erytrocyt diagnostyczny jest uczulany albo O- (w celu wykrycia przeciwciał O) albo Vi-antygenem (w celu wykrycia przeciwciał Vi), okazało się bardziej preferowane. Najbardziej niezawodna i swoista jest ostatnia reakcja (Vi-hemaglutynacja).

Rozpoznanie nosicielstwa duru brzusznego i duru rzekomego

Jedynym dowodem nosicielstwa bakterii jest wyizolowanie kultur S. typhi, S. paratyphi A, S. paratyphi B od nosiciela. Materiałem do badania jest treść dwunastnicy, kał i mocz. Złożoność problemu polega na tym, że nosiciele nie zawsze wydalają patogen z tymi substratami; zdarzają się przerwy, i to dość długie. Jako metody pomocnicze, pozwalające zawęzić krąg osób poddawanych badaniu, stosuje się odczyny serologiczne (jednoczesne wykrycie przeciwciał O-, H-, Vi- lub O-, Vi- wskazuje na możliwą obecność patogenu w organizmie) oraz alergiczny test skórny z Vi-typhin. Ten ostatni zawiera antygen Vi, który wchodząc w interakcję z przeciwciałami Vi-, daje miejscową reakcję alergiczną w postaci zaczerwienienia i obrzęku przez 20-30 minut. Pozytywna reakcja z Vi-typhin wskazuje na obecność przeciwciał Vi- w organizmie i możliwą obecność S. typhi. Zaproponowano specjalne przeciwciała immunofluorescencyjne (do antygenów form L patogenu) w celu identyfikacji form L S. typhi. Oryginalną metodę identyfikacji nosicieli bakterii zaproponował V. Moore. Polega ona na badaniu tamponów, które są jednocześnie wrzucane do studzienek kanalizacyjnych na całej długości sieci kanalizacyjnej obszaru zaludnionego.

[ 23 ], [ 24 ], [ 25 ], [ 26 ], [ 27 ], [ 28 ]

Leczenie duru brzusznego i duru rzekomego

Leczenie duru brzusznego opiera się na stosowaniu różnych antybiotyków, na które patogeny są bardzo wrażliwe (lewomycetyna, ampicylina, tetracykliny itp.). Antybiotyki zmniejszają nasilenie choroby i skracają jej czas trwania. Jednak przeniesienie plazmidów R do salmonelli z E. coli lub innych enterobakterii może doprowadzić do powstania wśród nich niebezpiecznych klonów epidemicznych.

Profilaktyka szczególna duru brzusznego i duru rzekomego

Zamiast siedmiu różnych szczepionek przeciw durowi brzusznemu stosowanych wcześniej, od 1978 roku w naszym kraju wyprodukowano tylko jedną – chemicznie sorbowaną monoszczepionkę przeciw durowi brzusznemu. Jednak ze względu na to, że dur brzuszny przeszedł z epidemii do choroby sporadycznej (a stało się to możliwe przede wszystkim dzięki poprawie systemów wodociągowych i kanalizacyjnych oraz zwiększeniu kultury sanitarnej ludności), zniknęła potrzeba masowych szczepień przeciwko niemu. Dlatego szczepienie przeciwko durowi brzusznemu przeprowadza się tylko w przypadku wskazań epidemicznych.