Холера патогенез: что это, симптомы, возбудитель, как передается и как лечить в статье инфекциониста Александрова П. А.

Содержание

Холера. Этиология. Эпидемиология. Механизм заражения холерой

1.     Холера

Холера
острая антропонозная фекальнооральная инфекция,
вызываемая холерными вибрионами,
протекающая с симптомами
водянистой диареи, рвоты с возможным
развитием дегидратационного шока
Из-за тяжелого течения и
возможности быстрого
эпидемического и пандемического
распространения холера согласно
«Международным медикосанитарным правилам» относится к
особо опасным инфекциям.

3. История

Пандемии холеры с древнейших времен
приводили к большим человеческим жертвам.
Известно семь пандемий холеры. Последняя
началась в 1961 г. Ее особенность — смена
возбудителя с истинно холерного классического
на вибрион Эль-Тор, характеризующаяся
относительно доброкачественным течением
болезни с большой частотой
вибриононосительства.
В настоящее время заболевания холерой
регистрируются в десятках стран третьего мира,
откуда ежегодно происходят завозы этой
инфекции в экономически более развитые страны,
в том числе и в Россию.

4. Этиология.

Возбудитель холеры — холерный вибрион, представлен
двумя биоварами: биовар собственно холеры и Эль-Тор. Оба
биовара сходны по морфологическим и тинкториальным
свойствам, высокоподвижны благодаря наличию жгутика,
спор не образуют, грамотрицательны, культивируются на
щелочных питательных средах.
По антигенным свойствам возбудители холеры относятся к
серогруппе 01. В последние годы доказано, что вибрионы
0139 обладают способностью выделять идентичный
известным биоварам холерных вибрионов экзотоксин и
вызывать сходное по клинике заболевание, так называемую
холеру Бенгал.

5. Эпидемиология.

Источником инфекции является больной с манифестным
или бессимптомным течением заболевания.
Наиболее активными вибрионовыделителями являются
больные с тяжелым течением заболевания, выделяющие
до 10л испражнений в сутки, в каждом миллилитре
которых содержится до 109 вибрионов.
В то же время больные с бессимптомным и стертым
течением холеры, при отсутствии своевременной
диагностики, выделяют возбудитель во внешнюю среду
длительное время.
Предполагается существование хронических, иногда
пожизненных, вибриононосителей.

6. Механизм заражения холерой — фекально-оральный.

Пути передачи — водный, алиментарный, контактно-бытовой.
Водный путь имеет решающее значение для быстрого
эпидемического и пандемического распространения холеры.
При этом не только питье воды, но использование ее для
хозяйственных нужд (мытье овощей, фруктов и т. п.) может
приводить к заражению холерой.
Фактором временного резервирования возбудителя могут
являться рыбы, креветки, моллюски, которые способны
накапливать и сохранять холерные вибрионы.
Наиболее восприимчивы к холере
иммунокомпрометированные люди, лица с
гипо- и ахлоргидрией.
Перенесенная болезнь оставляет
длительный иммунитет. Повторные
заболевания редки.
Как и для всех кишечных
инфекций, для холеры свойственна
летне-осенняя сезонность

9. Патогенез

Основное значение в патогенезе холеры играют большие количества
экзотоксина, продуцируемого вибрионами при их жизнедеятельности.
Экзотоксин, являющийся термолабильным энтеротоксином (холероген), и определяет возникновение основных проявлений холеры.
Местом его действия являются энтероциты тонкой кишки. Холероген
активирует аденилатциклазу энтероцитов, которая усиливает синтез
циклического аденозинмонофосфата, что приводит к повышению
секреции в просвет тонкой кишки электролитов и воды. Это
обусловливает появление водянистой диареи, а затем рвоты.
Развивается изотоническая дегидратация, гиповолемия, нарушение
микроциркуляции, тканевая гипоксия всех внутренних органов и
центральной нервной системы. С 1 л испражнений организм теряет 5 г
натрия хлорида, 4 г натрия гидрокарбоната, 1 г калия хлорида. Объем
испражнений в сутки может достигать 20-30 л.
При этом резко выраженная дегидратация и деминерализация
приводят к судорогам, холерному алгиду, парезу кишечника,
почечной недостаточности

10. Клиника.

Инкубационный период колеблется от
нескольких часов до 5 дней, в среднем
составляя 2 суток.
Различают типичную и атипичную формы
холеры.
При типичной холере выделяют легкое,
средней тяжести и тяжелое течение.
Атипичная форма может протекать как
стертая, «сухая» и молниеносная холера

11. Типичная форма холеры

Развивается остро — появляется жидкий
водянистый стул без тенезмов и болей в животе,
но с наличием урчания и ощущением
переполнения кишечника.
Температура тела нормальная, иногда возможен
субфебриллитет.
При осмотре выявляется сухость языка и
слизистых оболочек.
Живот безболезнен, определяется урчание по
ходу кишечника.
Диарея продолжается 1-2 сут и при
благоприятном течении наступает выздоровление.
При прогрессировании болезни частота стула
может нарасти до 20 раз в сутки.
Стул водянистого характера, в типичных случаях
имеет вид рисового отвара. Встречается и
совершенно прозрачный или несколько
окрашенный желчью водянистый стул.
Присоединение многократной «фонтанирующей»
рвоты значительно ухудшает состояние больного.
Объем каждой порции патологического стула и
рвотных масс составляет в среднем 250-300 мл и
мало меняется от дефекации к дефекации.
Развивается дегидратация и деминерализация
организма больного.

13. Клинические проявления обезвоживания при острой диарее.

Степень
дегидратации
Клинические проявления
I
Потеря 1-3% от массы тела:
без cущественных физиологических
нарушений.
II
Потеря 4-6% массы тела: жажда, мышечная
слабость, кратковременные судороги
икроножных мышц, осиплость
голоса. Температура тела — нормальная.
III
Потеря 7-9% массы тела: сухость кожи и
слизистых оболочек, заострение черт лица,
афония, артериальная гипотензия,
тахикардия, тонические судороги отдельных групп
мышц, распространенный цианоз, олигурия
IV
Потеря 10% и более массы тела в течение 24
часов: выраженная гипотензия, анурия,
развитие гиповолемического шока.

Возможно еще более быстрое развитие
обезвоживания организма. В тех случаях, когда
дегидратационный шок развивается в течение
нескольких часов (одних суток), форму заболевания
называют молниеносной.
Сухая холера протекает без поноса и рвоты, но
с признаками быстрого развития дегидратационного
шока — резким падением артериального давления,
развитием тахипноэ, одышки, афонии, анурии,
судорог.
У детей холера нередко приобретает быстро
прогрессирующее течение с развитием
декомпенсированного обезвоживания, анурии и
признаками энцефалопатии.

15.  Диагностика.

Диагностика.
Существенное значение для диагностики имеет
совокупность клинико-эпидемиологических данных. В
условиях возможного завоза холеры в каждом клинически
«подозрительном» случае (водянистая диарея без
лихорадки и болей в животе) должно быть проведено
лабораторное обследование с провизорной
госпитализацией.
При лабораторной диагностике возможно
бактериоскопическое исследование каловых и рвотных
масс, имеющее ориентировочное значение. Решающий
метод-выделение возбудителя путем посева каловых масс
на 1 % щелочную пептонную воду, агар Хоттингера и другие
среды.
• Ответ при наличии вибриона можно получить через 18-24 ч
(отрицательный ответ — через 36 ч). Среди экспрессных
методов диагностики: РИФ, ИФА и др.

16. Тактика в очаге

Соответственно с должностными обязанностями и приказами
по ООИ:
-оповещение;
— индивидуальная экстренная профилактика медперсонала с
использованием эпидукладки:
открытые части тела вымыть водой с мылом
обработать лицо и руки ватным тампоном, смоченным 70%
спиртом
надеть маску, перчатки, противочумный костюм 4 типа
(после доставки эпидукладки)
— мероприятия по локализации очага, изоляция больного,
контактых;
— проведение забора патологического материала;
— текущая дезинфекция в очаге.

17. Лечение. Медикаментозная терапия по показаниям в зависимости от степени обезвоживания

Определение степени дегидратации.
До регидратации промывание желудка
водой или 2% раствором натрия
гидрокарбоната.
! Промывание проводится только при
уверенности, что у больного нет инфаркта
миокарда или острых хирургических
заболеваний органов брюшной полости.
Регидратация per os или внутривенно:

18. Регидратация per os или внутривенно

Комитет экспертов ВОЗ рекомендует
следующий состав для пероральной регидратации:
натрия хлорид — 3,5 г,
натрия гидрокарбонат — 2,5 г,
калия хлорид — 1,5 г,
глюкоза — 20 г,
вода кипяченая — 1л
В России этот раствор чаще называют «оралит».
Добавление глюкозы способствует всасыванию
натрия и воды в кишечнике. ВОЗ рекомендует
использовать стандартный глюкозо-солевой
раствор для оральной регидратации при многих
острых кишечных инфекциях, независимо от
этиологии и возраста больных.
Экспертами ВОЗ предложен и другой
регидратационный раствор, в котором
гидрокарбонат заменен более стойким цитратом
натрия («ре-гидрон»). В России разработан
препарат цитроглюкосолан, который идентичен
глюкозо-солевому раствору ВОЗ

20. Регидратация per os или внутривенно:

При невозможности точного учета потерь
жидкости с рвотными массами и фекалиями детям
рекомендуется давать пить по 50-150 мл глюкозосолевого раствора после каждой дефекации (со
скоростью 1 чайная — 1 десертная ложка в 1 мин),
взрослым 200-250 мл (1 столовая ложка за 1 мин).
Наряду с глюкозо-солевым раствором
рекомендуется дополнительный объем простой
кипяченой воды, чая, отвара шиповника и других
жидкостей.

21. При тяжелом течении холеры и при наличии рвоты внутривенно вводят полиионные растворы :

трисоль, дисоль, ацесоль, квартасоль,
лактасоль.
Чаще других используют трисоль (раствор
Филлипса № 1), содержащий натрия
хлорид 5 г, натрия гидрокарбонат 4 г,
калия хлорид 1 г на 1 л апирогенной
бидистиллированной воды (5-4-1).
При их отсутствии используют вначале
раствор Рингера.
При II -IV степени – в\венное струйное введение
глюкозо-солевых растворов со скоростью 70-120 мл\мин.
Хлосоль 800,0 или дисоль800,0 или трисоль 800,0 (первые
200,0 струйно, оставшиеся 600,0 капельно)
После нормализации АД и пульса скоростью инфузии
снижается.
При I степени обезвоживания у детей в возрасте от 1 года
до 5 лет вводят 75-140 мл\кг, 6-10 лет – 75-125 мл\кг
жидкости в сутки;
при II степени соответственно 160-180 мл\кг и 120 мл\кг;
при III степени – 220-175 мл\кг и 130 мл\кг инфузионного
кристаллоидного раствора.

23. Расчет объема жидкости для введения детям в возрасте до 1 года

Степень
эксикоза
Объем инфузионного раствора (мл)
новорожденный
1-3
мес.
4- 6
мес.
7-12
мес.
I
180-230
170-200
180
150
II
290-300
250
230
200
III
350-450
350
300
250-275

24. Обезвоживание

Кишечная
коли-инфекция.
эксикоз
Кишечная коли-инфекция.
Токсикоз с эксикозом.
Мраморность кожных
покровов.
Скорость инфузии у детей должна быть
значительно меньше, чем у взрослых: 30
мл\кг массы тела в первый час введения,
в последующий – 10-20 мл\кг. В отличие от
взрослых детям проводится
антибиотикотерапия — парентеральное
введение на догоспитальном этапе
левомицетина сукцината в дозе 20 мл\кг.

27. Симптоматическая терапия –

противосудорожная – 0.5% р-р
реланиума 2-4-6 мл
при угрозе развития отека мозга
натрия оксибутират 20% р-р – 20-30
мл.

28.  Критериями прекращения внутривенной инфузии являются:

Критериями прекращения внутривенной
инфузии являются:
1) Восстановление мочеотделения.
При этом диурез начинает превышать
объем испражнений;
2) Появление калового стула;
3) Прекращение рвоты
После прекращения внутривенной инфузии больной
переводится на пероральную регидратацию глюкозосолевыми растворами. При этом объем выпиваемой
жидкости в 1,5 раза превышает суммарный объем диареи и
диуреза. В этом случае компенсируется также и объем так
называемых «не учитываемых потерь» за счет испарения
жидкости с поверхности слизистых оболочек дыхательных
путей и кожи.
Задачей третьего этапа является окончательное
купирование клеточной задолженности по электролитам (в
первую очередь — калия). С этой целью в период ранней
реконвалесценции назначают длительный (не менее 1 мес)
прием панангина (аспаркама) в полной дозе — 2 таблетки 3
раза в сутки, других препаратов калия.
Этиотропное лечение включает
назначение фторхинолонов или
доксициклина в течение 5 дней
Выписка больных из стационара производится
после клинического выздоровления и получения
трех отрицательных результатов
бактериологического исследования кала и
однократного исследования желчи.
Реконвалесценты подлежат диспансерному
наблюдению с ежемесячным исследованием
фекалий в течение 6 мес, причем в первый месяц
посевы фекалий (после приема 30 г сульфата
магния) осуществляют каждые 10 дней.
В конце первого месяца проводят
бактериологическое исследование желчи.
После 6 мес бактериологическое обследование
выполняют 1 раз в квартал.
При отсутствии выделения вибрионов производят
снятие с диспансерного учета в пределах 1 года.

32. Профилактика.

Согласно международным правилам
за всеми лицами, прибывающими из
неблагополучных по холере стран,
устанавливается пятидневное
наблюдение с однократным
бактериологическим обследованием.
В очаге холеры реализуется комплексный
план противоэпидемических мероприятий,
включающий госпитализацию заболевших
и вибриононосителей, изоляцию
контактных лиц и медицинское
наблюдение за ними в течение 5 дней с 3кратным бактериологическим
обследованием.
Проводят текущую и заключительную
дезинфекцию

34. При осуществлении эпиднадзора за холерой выделяют 3 типа очагов:

1-й-с интенсивной циркуляцией вибриона и
эпидемическими вспышками болезни,
преимущественно вирулентными штаммами;
2-й — с небольшим числом заболевших, которые
нередко выделяют невирулентный возбудитель;
3-й тип — с единичным вибриононосительством
нетоксигенных штаммов.
В очагах первых двух типов обязательна
госпитализация больных, носителей,
контактных с 3-кратным обследованием и с
превентивным лечением.
В очагах 3-го типа изоляция контактных и
медицинское наблюдение может
осуществляться на дому с однократным
исследованием кала на холерный вибрион.
Для специфической профилактики
используют холероген-анатоксин

Холера — опасный антропоноз

Холера относится к антропонозным кишечным инфекциям, передающимся фекально-оральным механизмом. Согласно Международным медико-санитарным правилам холера — карантинная инфекция.

Этиология и патогенез

Возбудителем холеры является бактерия Vibrio cholerae — характерно изогнутая грамотрицательная палочка с одним жгутиком, благодаря которому она очень подвижна. Бактерия обитает в открытых водоемах, размножается в молоке и на мясе.

При попадании в пищеварительную систему человека холерный вибрион прикрепляется к поверхности энтероцитов тонкой кишки.

Замечание 1

Основное патогенетическое звено в развитии холеры — активация аденилатциклазной системы клеток стенки кишечника, вызывающая гиперсекрецию ими воды и ионов.

Именно это становится причиной главных симптомов холеры — диареи и затем рвоты. А также вызывает дегидратацию.

Эпидемиология

Резервуаром, как и источником холеры является больной человек либо носитель бактерии. Наибольшую опасность для передачи инфекции представляют больные в первые часы после появления симптомов, так как все выделения содержат большое число вибрионов.

Бактерия передается фекально-оральным механизмом, т.е. через бытовые предметы, пищу и особенно часто воду.

Надо отметить, что наименее защищенной группой в отношении холеры считаются люди с хроническим гастритом с пониженной кислотностью среды в желудке.

Клиническая картина

Инкубационный период при заражении холерным вибрионом может быть разным: начиная от нескольких часов, заканчивая несколькими сутками. Основными симптомами холеры являются неукротимая обильная рвота и диарея, которые быстро приводят к обезвоживанию и нарушению водно-электролитного баланса в организме.

Начало заболевания, как правило, внезапное. Первыми проявлениями являются диарея и дискомфорт в животе. Вначале стул приобретает жидкую консистенцию, но сохраняет каловый характер. Клиническая картина развивается быстро, и вскоре частота актов дефекации увеличивается до 10 в сутки и сопровождается изменением характера каловых масс. Испражнения становится водянистыми с зеленоватым оттенком, иногда приобретают вид рисового отвара, что считается характерным для данной инфекции, однако наблюдается не у всех больных.

Готовые работы на аналогичную тему

Через несколько часов, иногда сутки, к диарее присоединяется обильная рвота, многократно повторяющаяся, также приобретающая вид рисового отвара. Отличительной характеристикой является отсутствие тошноты.

Замечание 2

Пациент может предъявлять жалобы на урчание в животе, дискомфорт, однако отличительной особенностью холеры является отсутствие выраженной боли в животе.

При отсутствии лечения появляются признаки дегидратации, такие как сухость во рту, жажда. Кроме того, наблюдаются общие признаки инфекционного процесса — слабость, отсутствие аппетита. Температура при холере не повышается.

В тяжелых случаях, при значительном обезвоживании возникает головокружение и звон в ушах, тахикардия, артериальная гипотензия, олигурия. В следствие нарушения ионного баланса могут появиться судороги в мышцах ног, а затем и других частей тела, мышечная слабость.

По мере нарастания обезвоживания появляется бледность кожных покровов, цианоз губ, сухость слизистых, афония. Описано типичного выражение лица больного с тяжелой холерой: заостренные черты, запавшие глаза с темными кругами (симптом очков). Следует отметить также симптом рук прачки — сморщивание кожи на кончиках пальцев в результате сильной дегидратации.

Терминальная стадия развития болезни — дегидратационнный шок, характеризующийся снижением температуры тела, одышкой, анурией.

Диагностика

Диагноз холеры в большой степени основан на осмотре и опросе больного, так как бактериологическое исследование выделений больного занимает 36-48 часов. Помочь в диагностике могут экспресс серологические тесты. Их выполнение занимает менее нескольких часов, однако дает лишь ориентировочные результаты.

Лечение

Больным с холерой требуется немедленная госпитализация в инфекционное отделение.

Основной задачей лечения — является восстановление водно-электролитного баланса. На начальных стадиях регидратацию проводят перорально при помощи таких препаратов, как регидрон, глюкосолан. В тех случаях, когда у больного присутствует неукротимая рвота, устанавливается назогастральный зонд. В случае дегидратации третьей и четвертой степени тяжести растворы кристаллоидов (например, квартасоль, хлосоль) вводят парентерально.

Так как при рвоте и диарее теряется значительное количество ионов калия, необходимо обратить внимание на его содержание в крови, а также кислотно-щелочной баланс. При необходимости терапия может быть дополнена препаратами калия.

Замечание 3

Парентеральную регидратацию прекращают при исчезновении рвоты и появлением испражнений калового характера.

Для устранения причины заболевания назначается пятидневный курс антибиотика — доксициклин или ципрофлоксацин.

Страница не найдена |

Страница не найдена |

404. Страница не найдена

Архив за месяц

ПнВтСрЧтПтСбВс

      1

3031     

       

       

     12

       

     12

       

      1

3031     

     12

       

15161718192021

       

25262728293031

       

    123

45678910

       

     12

17181920212223

31      

2728293031  

       

      1

       

   1234

567891011

       

     12

       

891011121314

       

11121314151617

       

28293031   

       

   1234

       

     12

       

  12345

6789101112

       

567891011

12131415161718

19202122232425

       

3456789

17181920212223

24252627282930

       

  12345

13141516171819

20212223242526

2728293031  

       

15161718192021

22232425262728

2930     

       

Архивы

Метки

Настройки
для слабовидящих

Иркутский научно-исследовательский противочумный институт Сибири и Дальнего Востока

Иркутский научно-исследовательский противочумный институт Сибири и Дальнего Востока

Научно-исследовательская работа->

1. Эпидемиологический надзор за особо опасными инфекционными заболеваниями

  • С целью совершенствования эпиднадзора установление механизмов, обусловливающих вспышечную и спорадическую заболеваемость особо опасными болезнями, причин их завоза и распространения, эндемичности и природной очаговости. Прогнозирование и моделирование эпидемических и эпизоотических проявлений инфекционных болезней;
  • Совершенствование форм и методов межведомственного научного, методического, информационного обеспечения и профессиональная подготовка по вопросам санитарно-эпидемиологической охраны территории;
  • Совершенствование стратегии и тактики специфической и неспецифической профилактики и ликвидации эпидемических проявлений наиболее опасных и социальнозначимых инфекционных болезней;
  • Реализация решений саммита «Группы восьми» (г. Санкт-Петербург) по модернизации специализированных противоэпидемических бригад (СПЭБ) на основе модульного принципа.

2. Диагностика, профилактика, лечение особо опасных инфекционных заболеваний

  • Разработка вакцинных препаратов для профилактики особо опасных инфекций на основе современных достижений генетики, иммунологии и биотехнологии;
  • Разработка и совершенствование технологий производства медицинских иммунобиологических препаратов и питательных сред для профилактики и диагностики инфекционных болезней.

3. Биомедицинские аспекты изучения особо опасных и других инфекционных заболеваний

  • Иммуногенез и патогенез особо опасных и других инфекционных заболеваний;
  • Микробиология возбудителей особо опасных и других инфекционных болезней, молекулярные основы их патогенности и иммуногенности

4. Холера и патогенные для человека вибрионы

  • Экология вибрионов, эпидемиология холеры и эпиднадзор;
  • Микробиологические, молекулярно-биологические и генетические аспекты характеристики холерных вибрионов;
  • Молекулярно-генетические основы патогенеза и иммуногенеза холеры и других заболеваний, вызываемых патогенными вибрионами;
  • Разработка современных медицинских иммунобиологических препаратов и методов для диагностики, лечения и профилактики холеры и других заболеваний, вызываемых патогенными вибрионами и другими возбудителями кишечных инфекций.

5. Биологическая безопасность и противодействие биотерроризму

  • Совершенствование обеспечения безопасности работ с микроорганизмами I-IV групп патогенности;
  • Разработка и усовершенствование методов и средств индикации биопатогенов и экспрессной лабораторной диагностики вызываемых ими инфекций;
  • Разработка теоретических основ биологической безопасности;
  • Формирование и совершенствование базы данных по характеристикам биологических агентов, в том числе молекулярно-биологическое и эпидемиологическое типирование потенциальных агентов биотерроризма;
  • Разработка программ подготовки специалистов для работы в очагах и ликвидации последствий применения биоагентов в террористических целях.

Иркутский научно-исследовательский противочумный институт Сибири и Дальнего Востока
Вебдизайн © Lusya.com

Сальмонеллез: диагностика, лечение, профилактика

Сальмонеллез – это разновидность пищевого отравления, инфекционное заболевание, вызываемое бактериями из рода salmonella. Заражение чаще всего происходит при употреблении в пищу некачественных или несвежих продуктов, содержащих в себе данную бактерию. Возникновению сальмонеллеза в наибольшей степени подвержены дети в возрасте до 1 года. Заражение в данном случае происходит при кормлении ребенка с использованием не прошедшей кипячение бутылочки или упавшей на землю пустышки. Взрослый человек может получить заболевание, употребляя в пищу куриные яйца, молоко, мясо, сливочное масло. А так же при совместной разделке и хранении продуктов животного и растительного происхождения.  Коварство сальмонеллеза заключается в том, что основной возбудитель заболевания, попавший в пищевой продукт, никак не изменяет его внешний вид, не сказывается на его вкусовых качествах. Наличие сальмонеллы в том или ином продукте питания можно определить только при помощи проведенного лабораторного анализа. Медицине известны случаи смертельного исхода сальмонеллеза.

Симптомы

Для данного заболевания характерны общие симптомы пищевого отравления:

  • длительная диарея, сопровождающаяся сильными режущими болями в животе, метеоризмом. В кале больного присутствует большое количество слизи, может наблюдаться кровь. Позывы к опорожнению кишечника могут возникать до 10 раз в сутки и более;
  • тошнота, обильная и длительная рвота. Рвота при сальмонеллезе может продолжаться на протяжении нескольких дней, даже в том случае, если желудок полностью опустошен. Такая рвота способствует обезвоживанию организма. Поэтому следует вовремя принять все необходимые меры, предотвращающие возникновение тяжелых последствий;
  • отсутствие аппетита. В первые дни лечения больному рекомендуется питаться только овощным бульоном либо употреблять одну жидкость – воду, чай или натуральный сок;
  • головная боль, повышение температуры тела, озноб, ломота костей и суставов, общая слабость организма.

Инкубационный период сальмонеллы длится от 6 до 24 часов. Именно в этот период времени возникают первые признаки отравления. Сальмонеллез у новорожденных детей сопровождается сильным беспокойством ребенка, отсутствием у него сна, частым стулом, рвотой. При возникновении подозрений на какое-либо пищевое отравление больного необходимо изолировать от остальных членов семьи, поскольку все кишечные инфекции высоко заразны.  Обратитесь к врачу.

Лечение

Диагностика заболевания включает в себя лабораторное исследование кала больного для установления основного возбудителя, анализ крови. Помимо этого проводится анализ пищи, которую в последнее время употребил пострадавший (если это возможно).

Сальмонеллез следует дифференцировать от многих кишечных инфекций, в первую очередь от холеры.

Основу лечения составляют антибиотики, Препарат подбирается с учетом состояния больного, его возраста, наличия у него противопоказаний к лечению тем или иным лекарственным средством. Помимо антибактериальных препаратов назначаются витамины, пробиотики. Пациенту с диагнозом сальмонеллеза необходимо как можно больше пить жидкости. В том случае, если обезвоживание организма все-таки произошло, назначаются солевые растворы. Например, Регидрон.

Профилактика

Многих пищевых отравлений можно избежать, если соблюдать необходимые правила и санитарные нормы приготовления пищи:

  • тщательно промывать водой фрукты, овощи, а также мясо и субпродукты, идущие на приготовление пищи;
  • покупая продукты в магазине, обращать внимание на срок их годности;
  • хранить продукты в холодильнике;
  • не использовать в пищу и для приготовления блюд продукты с истекшим сроком годности;
  • мыть руки с мылом перед тем, как начать приготовление пищи;
  • тщательно мыть посуду и кухонные принадлежности;
  • не использовать один нож для нарезки овощей и мяса;
  • мыть руки с мылом после посещения туалета, возвращения домой с улицы, перед тем, как начинать трапезу.
  • в тёплый период салаты, варёную курицу, яйца и другие скоропортящиеся продукты в дорогу брать нельзя.

Дорогие родители, если у вас есть дети дошкольного возраста, обратите внимание, как они моют руки.Научите своего ребёнка правильно мыть руки:

  1. закатать рукава
  2. смочить руки под краном
  3. намылить их с образованием пены, потереть каждый пальчик, область ногтей, в течение 1 минуты
  4. тщательно смыть мыло под проточной водой
  5. повторить эту процедуру ещё один раз
  6. вытереть руки насухо своим личным полотенцем

Также во избежание заражения сальмонеллезом не следует покупать уже готовую пищу в открытых уличных ларьках, лавках, питаться в не внушающих доверия местах общественного питания. Часто основным источником сальмонеллеза становятся продающиеся на развес салаты с добавлением майонеза, торты и пирожные, украшенные кремом. От употребления таких продуктов лучше всего отказаться и готовить пищу дома, соблюдая необходимые санитарные нормы.

Сатью подготовила:  Врач-валеолог УЗ «Солигорской ЦРБ» Руденя Елена Николаевна

причины, симптомы, диагностика и лечение

Холера – это острая кишечная инфекция, возникающая при поражении человека холерным вибрионом. Холера проявляется выраженной частой диареей, обильной многократной рвотой, что приводит к значительной потере жидкости и обезвоживанию организма. Признаками дегидратации служат сухость кожных покровов и слизистых, снижением тургора тканей и сморщивание кожи, заострение черт лица, олигоанурия. Диагноз холеры подтверждается результатами бактериологического посева каловых и рвотных масс, серологическими методиками. Лечение включает изоляцию холерного больного, парентеральную регидратацию, терапию тетрациклиновыми антибиотиками.

Общие сведения

Холера – особо опасная инфекция, вызываемая энтеропатогенной бактерией Vibrio cholerae, протекающая с развитием тяжелого гастроэнтерита и выраженным обезвоживанием вплоть до развития дигидратационного шока. Холера имеет тенденцию к эпидемическому распространению и высокую летальность, поэтому отнесена ВОЗ к высокопатогенным карантинным инфекциям.

Наиболее часто эпидемические вспышки холеры регистрируются в странах Африки, Латинской Америки, Юго-Восточной Азии. По оценкам ВОЗ, ежегодно холерой заражается 3-5 млн. человек, около 100-120 тыс. случаев заболевания заканчивается смертельно. Т. о., на сегодняшний день холера остается глобальной проблемой мирового здравоохранения.

Холера

Причины холеры

Характеристика возбудителя

На сегодняшний день обнаружено более 150 типов холерных вибрионов, различающихся по серологическим признакам. Холерные вибрионы разделяют на две группы: А и В. Холеру вызывают вибрионы группы А. Холерный вибрион представляет собой грамотрицательную подвижную бактерию, выделяющую в процессе жизнедеятельности термостабильный эндотоксин, а также термолабильный энтеротоксин (холероген).

Возбудитель устойчив к действию окружающей среды, сохраняет жизнеспособность в проточном водоеме до нескольких месяцев, до 30 часов в сточных водах. Хорошей питательной средой является молоко, мясо. Холерный вибрион погибает при химическом дезинфицировании, кипячении, высушивании и воздействии солнечного света. Отмечается чувствительность к тетрациклинам и фторхинолонам.

Пути передачи

Резервуаром и источником инфекции является больной человек или транзиторный носитель инфекции. Наиболее активно выделяются бактерии в первые дни с рвотными и фекальными массами. Тяжело выявить инфицированных лиц с легко протекающей холерой, однако они представляют опасность в плане заражения. В очаге обнаружения холеры обследованию подвергаются все контактировавшие, вне зависимости от клинических проявлений. Заразность с течением времени уменьшается, и обычно к 3-й неделе происходит выздоровление и освобождение от бактерий. Однако в некоторых случаях носительство продолжается до года и более. Удлинению срока носительства способствуют сопутствующие инфекции.

Холера передается бытовым (грязные руки, предметы, посуда), пищевым и водным путем по фекально-оральному механизму. В настоящее время особое место в передаче холеры отводится мухам. Водный путь (загрязненный источник воды) является наиболее распространенным. Холера является инфекцией с высокой восприимчивостью, наиболее легко происходит заражение людей с гипоацидозом, некоторыми анемиями, зараженных гельминтами, злоупотребляющих алкоголем.

Симптомы холеры

Диспепсия

Инкубационный период при заражении холерным вибрионом продолжается от нескольких часов до 5 дней. Начало заболевания острое, обычно ночью или утром. Первым симптомом выступает интенсивный безболезненный позыв к дефекации, сопровождающийся дискомфортным ощущением в животе. Первоначально стул имеет разжиженную консистенцию, но сохраняет каловый характер. Довольно быстро частота дефекаций увеличивается, достигает 10 и более раз за сутки, при этом стул становится бесцветным, водянистым.

При холере испражнения обычно не зловонны в отличие от других инфекционных заболеваний кишечника. Повышенная секреция воды в просвет кишечника способствует заметному увеличению количества выделяемых каловых масс. В 20-40% случаев кал приобретает консистенцию рисового отвара. Обычно испражнения имеют вид зеленоватой жидкости с белыми рыхлыми хлопьями, похожими на рисовые.

Нередко отмечается урчание, бурление в животе, дискомфорт, переливание жидкости в кишечнике. Прогрессирующая потеря жидкости организмом приводит к проявлению симптомов обезвоживания: сухость во рту, жажда, затем появляется ощущение похолодания конечностей, звон в ушах, головокружение. Эти симптомы говорят о значительном обезвоживании и требуют экстренных мер по восстановлению водно-солевого гомеостаза организма.

Поскольку к диарее зачастую присоединяется частая рвота, потеря жидкости усугубляется. Рвота возникает обычно спустя несколько часов, иногда на следующие сутки после начала диареи. Рвота обильная, многократная, начинается внезапно и сопровождается интенсивным ощущением тошноты и болью в верхней части живота под грудиной. Первоначально в рвотных массах отмечаются остатки непереваренной пищи, затем желчь. Со временем, рвотные массы также становятся водянистыми, приобретая иногда вид рисового отвара.

При рвоте происходит быстрая потеря организмом ионов натрия и хлора, что приводит к развитию мышечных судорог, сначала в мышцах пальцев, затем всех конечностей. При прогрессировании дефицита электролитов мышечные судороги могут распространиться на спину, диафрагму, брюшную стенку. Мышечная слабость и головокружение нарастает вплоть до невозможности подняться и дойти до туалета. При этом сознание полностью сохраняется.

Выраженной болезненности в животе, в отличие от большинства кишечных инфекций, при холере не отмечается. 20-30% больных жалуются на умеренную боль. Не характерна и лихорадка, температура тела остается в нормальных пределах, иногда достигает субфебрильных цифр. Выраженная дегидратация проявляется снижением температуры тела.

Дегидратация

Сильное обезвоживание характеризуется побледнением и сухостью кожных покровов, снижением тургора, цианозом губ и дистальных фаланг пальцев. Сухость характерна и для слизистых оболочек. С прогрессированием дегидратации отмечают осиплость голоса (снижается эластичность голосовых связок) вплоть до афонии. Черты лица заостряются, живот втягивается, под глазами проявляются темные круги, сморщивается кожа на подушечках пальцев и ладонях (симптом «рук прачки»). При физикальном исследовании отмечается тахикардия, артериальная гипотензия. Снижается количество мочи.

Дегидратация организма различается по стадиям:

  • на первой стадии потеря жидкости не превышает 3% от массы тела;
  • на второй — 3-6%;
  • на третьей — 6-9%;
  • на четвертой стадии потеря жидкости превышает 9% массы тела.

При потере более 10% массы тела и ионов происходит прогрессирование дегидратации. Возникает анурия, значительная гипотермия, пульс в лучевой артерии не прощупывается, периферическое артериальное давление не определяется. При этом диарея и рвота становятся менее частыми в связи с параличом кишечной мускулатуры. Данное состояние называют дегидратационным шоком.

Нарастание клинических проявлений холеры может прекратиться на любом этапе, течение может быть стертым. В зависимости от тяжести дегидратации и скорости нарастания потери жидкости различают холеру легкого, среднетяжелого и тяжелого течения. Тяжелая форма холеры отмечается у 10-12% пациентов. В случаях молниеносного течения развитие дегидратационного шока возможно в течение первых 10-12 часов.

Осложнения

Холера может осложняться присоединением других инфекций, развитием пневмонии, тромбофлебита и гнойного воспаления (абсцесс, флегмона), тромбозом сосудов брыжейки и ишемией кишечника. Значительная потеря жидкости может способствовать возникновению расстройств мозгового кровообращения, инфарктом миокарда.

Диагностика

Тяжело протекающая холера диагностируется на основании данных клинической картины и физикального обследования. Окончательный диагноз устанавливают на основании бактериологического посева каловых или рвотных масс, кишечного содержимого (секционный анализ). Материал для посева необходимо доставить в лабораторию не позднее 3-х часов с момента получения, результат будет готов через 3-4 суток.

Существуют серологические методики выявления заражения холерным вибрионом (РА, РНГА, виброцидный тест, ИФА, РКА), но они не являются достаточными для окончательной диагностики, считаясь методами ускоренного ориентировочного определения возбудителя. Ускоренными методиками для подтверждения предварительного диагноза можно считать люминисцентно-серологический анализ, микроскопию в темном поле иммобилизованных О-сывороткой вибрионов.

Лечение холеры

Поскольку основную опасность при холере представляет прогрессирующая потеря жидкости, ее восполнение в организме является основной задачей лечения этой инфекции. Лечение холеры производится в специализированном инфекционном отделении с изолированной палате (боксе), оборудованной специальной койкой (койка Филипса) с весами и посудой для сбора испражнений. Для точного определения степени дегидратации ведут учет их объема, регулярно определяют гематокрит, уровень ионов в сыворотке, кислотно-щелочной показатель.

Первичные регидратационные мероприятия включают восполнение имеющегося дефицита жидкости и электролитов. В тяжелых случаях производится внутривенное введение полиионных растворов. После этого производят компенсаторную регидратацию. Введение жидкости происходит в соответствии с ее потерями. Возникновение рвоты не является противопоказанием к продолжению регидратации. После восстановления водно-солевого баланса и прекращения рвоты начинают антибиотикотерапию. При холере назначают курс препаратов тетрациклинового ряда, а в случае повторного выделения бактерий – хлорамфеникол.

Специфической диеты при холере нет, в первые дни могут рекомендовать стол №4, а после стихания выраженной симптоматики и восстановления кишечной деятельности (3-5-й день лечения) — питание без особенностей. Перенесшим холеру рекомендовано увеличить в рационе содержащие калия продукты (курага, томатный и апельсиновый соки, бананы).

Прогноз и профилактика

При своевременном и полном лечении после подавления инфекции наступает выздоровление. В настоящее время современные препараты эффективно действуют на холерный вибрион, а регидратационная терапия способствует профилактике осложнений.

Специфическая профилактика холеры заключается в однократной вакцинации холерным токсином перед посещением регионов с высоким уровнем распространения этого заболевания. При необходимости через 3 месяца производят ревакцинацию. Неспецифические меры профилактики холеры подразумевают соблюдение санитарно-гигиенических норм в населенных местах, на предприятиях питания, в районах забора вод для нужд населения. Индивидуальная профилактика заключается в соблюдении гигиены, кипячении употребляемой воды, мытье продуктов питания и их правильной кулинарной обработке. При обнаружении случая холеры эпидемиологический очаг подлежит дезинфекции, больные изолируются, все контактные лица наблюдаются в течение 5-ти дней на предмет выявления возможного заражения.

Холера: симптомы, возбудители и причины болезни, профилактика и лечение

  • Болезнь Холера пришла в Европу в далеком девятнадцатом веке.
  • Холерные вибрионы являются возбудителем и причиной заболевания, а первые симптомы заметить не трудно, они очень ярко выражены.
  • Своевременная профилактика и лечение играют важную роль в выздоровлении.

Врач-терапевт: Азалия Солнцева ✓ Статья проверена доктором

Холера, возбудитель и причины болезни

Возбудитель холеры называется Vibriocholerae. Это бактериальный вибрион-биовар, имеющий вид запятой со жгутиком. Попадая в питательную среду, образует дисковидную колонию голубоватого оттенка.

Разделяют два вида вибриона – классический (Vibriocholeareasiaticae) и Эль-Тор (VibrioEl-Tor). Наличие типоспецифических О-антигенов подразделяет их на серологические типажи: Инаба, Огава и Гикошима.

Водное или бытовое заражение возможно устойчивыми штаммами биовара. Приобретенная особенность мутации в неблагоприятных условиях обеспечивает изменение его видовой формы. При низкой температуре обитания мутированный вид возбудителя сохраняет активность вне тела носителя.

Источником заражения являются больной любой стадии заболевания или вибриононоситель. Естественные выделения заболевшего достигают 30 л жидкости в сутки, в 1 мл которой насчитывается 107-110 вибрионов.

Степень опасности зависит от клинической стадии протекания болезни. При алгидной и гастроэнтерческих формах инфицирование ограничивается узким кругом близких людей. Более легкое течение болезни (атипичное или стертое) способствует социальному распространению.

Пассивный носитель вибриона также является источником заражения. Выделение классического биовара носителем происходит в течение 2 месяцев после болезни. Биовар Эль-Тор сохраняется в естественных выделениях носителя до 7 лет после перенесенного заболевания.

Согласно статистическим данным, после холерной вспышки среднее количество носителей классического вибриона достигает 20% от общего показателя переболевших людей. Носителями холеры Эль-Тор становятся до 50% выживших пациентов.

Факторы, которые являются передаточными для холерного вибриона

К ним относят:

  1. Вода – открытые водоемы, щелочные сточные воды. Благоприятная для размножения бактерий среда обитания. Провоцирует вспышки заражения при контактных или пищевых способах.
  2. Быт – инфицирование через предметы обихода. Низкий уровень санитарной гигиены, несвоевременное обнаружение латентных носителей являются способствующими условиями эпидемиологического роста.
  3. Пища – редкий вид распространения. Инфицирование через употребление пищевых продуктов недостаточной термической обработки.
  1. Кислотная среда пищевого продукта отрицательно влияет на жизнедеятельность бактерий холеры.
  2. Эпидемиологический рост болезни зависит от социального уровня населенного пункта в районе обнаружения вспышки заболевания.
  3. Возбудитель инфекции, холерный вибрион, обретает благоприятные условия размножения при низком уровне санитарии, отсутствии контрольных мероприятий очистки водоснабжения, высокой степень загрязнения территорий отходами жизнедеятельности, повышенной концентрация летающих насекомых.

Основная группа риска эпидемий — старшая возрастная категория людей. Особо восприимчивы к инфицированию люди с пониженной кислотностью, анацидным гастритом, носители глистных инвазий. Приобретение эндемичными районами стойкого иммунитета обуславливает преимущественно уровень детской заболеваемости.

Невыявленные атипичные патологии характерны длительным носительством латентного вибриона, что обуславливает посезонную сохранность биовара Эль-Тор.

Развитие болезни происходит от 5 часов до 5 суток, чаще 1-3 суток. Редкие проявления продромального периода, слабости, похолодания конечностей, учащенного сердцебиения, усложняют диагностирование стертых и атипичных форм заболевания.

Основные периоды течения болезни

  1. Холерный энтерит. Период инкубации от 6 до 35 часов. Симптомы – водянистый обильный понос, по окраске напоминающий отвар риса, испражнения имеют картофельный или рыбий запах. Первое время после заражения испражнения больного достигают 10 раз в течение суток.
  2. Холерный гастроэнтерит.

    Более интенсивное обезвоживание вследствие появления сопровождающей понос рвоты. Состав желудочного содержимого изменяется до молочного цвета. Бесконтрольный выброс жидких испражнений беловатого цвета сохраняется. Период появления дополнительных симптомов жажды, учащенного сердцебиения, тремора конечностей.

    Одновременно наблюдается понижение артериального давления, температуры тела, уменьшение испражнений мочевого пузыря, заострение лицевых черт.

  3. Алгидная форма характеризуется быстрым переходом – от 3 до 10 часов с момента инфицирования.

    Больной находится в полном сознании, отмечается понижение температуры тела, падение артериального давления, обезвоживание, учащенное дыхание. Покрытие кожи липкое, цианоз конечностей. Внешние признаки ухудшаются: потеря голоса, орбитальное западание глаз, втягивание щек, распространяющиеся судорожные движения.

    Показания периферического анализа крови: лейкоцитоз, лимфопения, повышенное СОЭ, увеличение эритроцитов, гемоглобина.

Выявление четырех этапов обезвоживания

Клиническое обезвоживание при инфицировании подразделяется на четыре этапа.

  1. Первый этап характеризуется выбросом испражнений, рвотных масс до 4 раз на сутки, падением массы тела до 3%. Наблюдается удовлетворительное состояние больного, незначительная слабость, сухость во рту. Спонтанное выздоровление сроком до двух дней. Проявление свойственно 40-60% инфицированного населения в период разгара или спада эпидемии.
  2. При начале второго этапа обезвоживания количество фекально-рвотного выброса увеличивается до 20 раз, меняется окраска испражнений. Наблюдается нарастание дефицита массы до 6%, появление цианоза, умеренной слабости, головокружения, судорог, икоты, снижение показателей артериального давления. Химическое исследование крови — колебания баланса электролитов, плотности плазмы. Возникновение присуще 25-35% инфицированных, в период 3-4 дней возможно выздоровление при лечении солевыми растворами.
  3. Обезвоживание третьего этапа типично похудением до 9% общей массы. Испражнения очень частые, постоянная рвота, жажда, судороги, выраженный цианоз. По гемодинамическим показателям сгущение, лейкоцитоз. Возникновение характерно у 15-25% больных.
  4. Признаки четвертого этапа самые опасные для жизни человека. У больного отмечается резкая потеря веса почти 10% общей массы, ухудшение состояния, анурия, тахикардия, гипокалиемия, прострация. Без своевременного лечения инфицированный впадает в коматозное состояние. Летальному исходу предшествуют потеря сознания, коллапс, судороги. Отдышка до 45 дыханий за 60 секунд в комплексе с падением артериального давления обозначает начало асфиксической стадии.

При недостаточной медикаментозной терапии возможность летального исхода увеличивается.

Хронические формы туберкулеза, энтероколита, анацидный гастрит способствуют быстрому переходу в особо опасную алгидную форму холеры.

Установление диагноза заболевания

Основывается на проявлении типичной клинической симптоматики при вспышках заболевания. При выявлении носителя, выделения и бытовые вещи окружающих требуют немедленно обследования.

При заборе, транспортировке биоматериала важно учитывать чувствительность бактерий холеры к высокой температуре, кислотной среде и дезинфицирующим средствам.

  1. Микроскопическое исследование биоматериала на предмет наличия активного вибриона.
  2. Помещение биологического материала в питательную среду бактерий холеры для обнаружения жизнеспособных бактерий.
  3. Воздействие на вибрионы щелочной сывороткой. Процедура проводится с целью определения типа холерного возбудителя.

Чистая культура вибриона может появиться на любом из этапов диагностики.

Дифференциальная диагностика болезни

Дифференцирование холеры с пищевыми токсическими инфекциями, отравлениями сальмонеллезом, вирусным гастроэнтеритом, интоксикацией пестицидами, мухоморами, тяжелыми солями металлов является важнейшим периодом начала лечения болезни.

Сальмонеллезный гастроэнтерит – клиника обезвоживания не больше 2 степени. Характерна последовательность симптоматики – первоначальная боль в животе, сопровождающаяся тошнотой, рвота, субфебрильная температура тела, понос. Испражнения зеленоватого цвета, слизистой консистенции. При пальпации живота обнаружение признаков увеличенного размера печени, селезенки.

Интоксикация сопровождается резкими желудочными болями, поражением печени, желтушностью кожи. Для точного дифференцирования холеры важно своевременно отличить симптоматику данного заболевания от признаков других недомоганий.

Эффективное лечение патологии

Своевременная терапия, направленная на снижение интоксикации организма, восстановление водного баланса и нормализацию деятельности сердца значительно повышает возможность выздоровления, однако срок полного излечения зависит от протекающей стадии заболевания.
Классификация способов лечения:

  1. Первичная терапия (парентальная) – назначение препаратов, компенсирующих электролитный дефицит. Активно применяются солевые растворы «Квартасиль», раствор Филлипса № 1 и № 2 при нормированных показателях крови, «Хлосиль», «Ацесиль». Результативность назначенной терапии зависит от объема и скорости введения препарата. Критерий прекращения терапии – нормализация артериального давления, пульса, температуры тела, исчезновение цианоза.
  2. Компенсаторная терапия (перорально-парентеральная)– направлена на коррекцию процесса потери существующего электролитного баланса. Применяется «Оролит», «Регидрон», «Гастролит». Время лечения зависит от динамических показателей гемостаза и количества выброса жидкости.

После получения данных бактериологического исследования в комплекс противохолерной терапии включаются антибиотики (Тетрациклин, Доксациклин, Левомицетин). Лечение реконвалесцентов необходимо проводить по аналогичной схеме.

Профилактика популяризации вибриона

По окончании 36 часового срока после прекращения приема антибиотиков, при условии троекратного негативного результата бактериологического посева, больной подлежит выписке на дальнейшее амбулаторное наблюдение.

Раннее выявление с последующим полным изолированием от общества больных и реконвалесцентов – важнейший элемент профилактики болезни.

Профилактические меры также включают холерное изолирование (полная изоляция выявленного больного), провизорное изолирование (госпитализация диагностированных на стадии острая кишечная инфекция невыясненной этиологии для установления точного диагноза) и обсервационную изоляцию (обследование носителя вибриона, контактных лиц).


Препятствующие распространению эпидемии профилактические мероприятия:
  1. Тщательные исследование определенных границ ячейки выявленной вспышки.
  2. Профилактическая, заключительная дезинфекция.
  3. Бактериологический посев среды обитания.
  4. Ограниченное пользование местным водоснабжением.
  5. Санитарный контроль и вакцинация населения. По эпидемиологическим показателям проводится ревакцинация через три месяца.

Прогнозируемый процесс течения заболевания

Своевременная диагностика и лечение заболевания, широкое использование регидратации существенно снижает риск смертельного исхода. Клиника обезвоживания 3 и 4 степени практически минимизирует шансы больного на выздоровление.

Эпидемия холеры – исторические факты

Болезнь известна с древних времен. Теоретически условно классифицируются такие периоды вспышек эпидемии холеры.

Первый период – до 1814 года в восточной стороне Азии.

Второй период – эпидемическое течение захватило Китай, Японию, Филиппины, Африку. До 1926 года вспышки холеры обнаружены на юге России и Закавказье.

Третий период 1926-1960 гг. – опустошительная эпидемия эндемических регионов юго-восточных Азиатских областей. 1937-1939 года на острове Целебес (Индонезия) зафиксирован случай холероподобного заражения с уровнем летальности более 70%.

Четвертый период длится по настоящее время. В 1970-1980 годах зарегистрированы случаи возникновения данного вибриона на европейском континенте. С 70-х годов, вспышки болезни ежегодно регистрируются не менее чем в 40 мировых странах. В некоторых африканских регионах сформированы эндемично устойчивые очаги.

Несмотря на предпринимаемые меры, существует высокая вероятность заболевания холерой. В последнее время все чаще диагностируются инфекционные болезни, вызванные обоими видами биоваров одновременно.

Холера

Холера — острое антропонозное инфекционное заболевание, вызванное заражением вибрионом Vibrio cholerae и последующим его размножением в просвете тонкого кишечника с развитием диареи/рвоты и выраженного обезвоживания вследствие резкого нарушения водно-электролитного баланса (потери внеклеточной жидкости и солей), часто сопровождающееся гиповолемическим (дегидратационным) шоком. В настоящее время распространена преимущественно холера, возбудителем которой является вибрион Эль-Тор, протекающая часто в стертых форм и возможностью длительного вибрион носительства. В странах, эндемичных по холере болеют преимущественно дети 1-5 лет. В регионах в других, ранее свободных от холеры регионах заболеваемость среди взрослых и детей не отличается.

Несмотря на отсутствие в настоящее время пандемий холеры, которые были характерны для периода (1817-1926 гг.) на протяжении которого было зарегистрировано шесть опустошительных пандемий холеры, это заболевание продолжает оставаться угрозой для человеческой популяции до настоящего времени.

Это во многом обусловлено существенными изменениями патогенных свойств возбудителя холеры, который зачастую оказывается слабо и даже авирулентным, вызывая заболевание в крайне легкой (атипичной) форме или приводит к транзиторному носительству.

Актуальность проблемы вызвана и тем, что значительная группа вибрионов, считавшихся ранее не холерными, приобрели способность вырабатывать высоко вирулентный токсин и вызывать заболевания, клинически не отличимые от холеры (так называемые вибрионы-хамелеоны). При этом, такие вибрионы имеют значительный эпидемический потенциал, сопровождаются тяжелым течением и высокой смертностью (до 5%). К тому же ситуация осложняется отсутствием эффективных профилактических средств против вибрионов-хамелеонов, что способствует их быстрому распространению.

Согласно статистике ВОЗ, в среднем регистрируется 3-5 млн. случаев заболевания холерой в год и 100-120 тыс. случаев смерти. Относится к особо опасным инфекциям.

Классическая холера, как в виде спорадических случаев, так и в виде локальных эпидемиологических вспышек регистрируется в Бангладеш, Таиланде, Непале, Индии, Индонезии, Пакистане, Иране, Афганистане, Гаити, Камеруне, Нигерии, Сомали, Уганде и других странах Африки и Юго-Восточной Азии. Так, в 2011 г. в Гаити с диагноз «холера» был поставлен в 426 785 случаях, при этом, погибли — 6170 человек, а госпитальная летальность составила 1,7%. Следует отметить, что многие случаи болезни, особенно атипичные формы заболевания не регистрируются, что обусловлено ограниченными возможностями эпиднадзора. В РФ заболевания холерой носят в основном спорадический завозной характер.

Особенностью клиники современной холеры является увеличение количество больных с субклиническими формами и вирусоносителей. На 1 выявленного больного с манифестной формой заболевания приходится 50-100 носителей.

При этом, холерные вибрионы в настоящее время приобрели устойчивость к большинству ранее используемых в лечении антибактериальных препаратов.

В этой связи большое значение приобретает своевременное выявление лиц с подозрением на холеру и соблюдение профилактических мер при поездках и контактах с людьми из стран «неблагополучных» по холере.

Патогенез

Входными воротами возбудителя является пищеварительный тракт, в который холерные вибрионы попадают с инфицированной пищей/водой, где частично погибают.

Вибрионы, преодолевшие желудочный барьер попадают в тонкий кишечник, щелочная среда которого способствует их размножению и быстрой колонизации его на слизистой оболочке и в ее просвете.

Вибрионы проникают к мембранам энтероцитов, где и происходит их адгезия, после чего вибрионы утрачивают подвижность и в процессе размножения формируют своеобразные колонии в форме бляшек.

Возникновение холерного синдрома обусловлено выделением вибрионами токсических веществ: экзотоксина холерогена и нейраминидазы, которая усиливает действие холерогена. Этот токсин, проникая в структуру клеток, нарушает их метаболизм, активирует синтез вазоактивного интестинального пептида и ферментов гуанидинциклаза и аденилциклаза.

Как следствие возрастает синтез цАМФ (циклического аденозинмонофосфата) и (цГМФ гуанидинмонофосфата), что и повышает интенсивность процесса секреции в кишечнике, вызывающего активизацию выделения в просвет кишечника изотонической жидкости при одновременной блокаде натриевого насоса с нарушением обратного всасывания жидкости. Возникает диарея, а несколько позже присоединяется рвота. Потеря изотонической жидкости, содержащей ионы хлора, натрия, калия составляет 15-20 л и более, что не характерно при кишечных инфекциях другой этиологии.

Соответственно эти явления обуславливают быстро развивающуюся изотоническую дегидратацию, сгущение крови, гипогидремию, гипергиротеинемию, дисбаланс электролитов, что нарушает кровоснабжение тканей и приводит к ацидозу, гипоксии и экстраренальной азотемии. На фоне таких нарушений больной может погибнуть из-за развившихся гиповолемического шока, тромбогеморрагического синдрома, нарушений мочеиспускания вплоть до анурии или холерной комы. Схематически этапы патогенеза холеры представлены на схеме ниже.

Классификация

  • В основу классификации положено несколько признаков.
  • По выраженности клинической симптоматики различают: типичную, атипичную, стертую, субклиническую и транзиторное носительство холерных вибрионов.
  • Клинико-патогенетическая классификация:
  • гиповолемическая экзотоксическая форма;
  • нормоволемическая эндотоксическая форма;
  • экзоэндотоксическая смешанная форма;
  • нормоволемическая атоксическая форма;
  • субклиническая форма.

По тяжести течения выделяют легкую, среднетяжелую и тяжелую формы.

Причины холеры и факторы, способствующие заболеванию

Большинство людей знает какие бактерии являются возбудителями холеры. Это холерный вибрион. В доступной прессе можно встретить информацию об выделении возбудителя холеры в пробах воды, отбираемых в рамках гигиенического мониторинга состояния воды открытых водоемов и запрете на купание и ловле рыбы в них.

Этиология

Микробиология характеризует холерный вибрион как изогнутые короткие палочки («запятая Коха») размерами 1,5-3 мкм х 0,2-0,6 мкм, имеют один длинный жгутик, обеспечивающий их выраженную подвижность. Спор, капсул не образует.

Все патогенные вибрионы обладают сходными культуральными и морфологическими характеристиками.

Вибрионы холеры представлены классический биоваром (Vibrio cholerae biovar cholerae), вибрионом Эль-Тор (Vibrio cholerae biovar eltor) и переходным между первыми двумя сероваром, возникший в результате мутации Vibrio cholerae О139 Bengal.

Вибрионы обладают общим для всех вибрионов холеры термолабильным жгутиковым Н-антигеном и липополисахаридным термостабильным О1-соматическим антигеном клеточной стенки, содержащим группоспецифический и типоспецифические антигены В и С. Таким образом, возбудителями холеры являются вибрионы холеры (vibrio cholerae) серогруппы О1 (биовары cholerae и eltor) и серогруппы О139. В зависимости от характеристики типоспецифических антигенов у серогруппы О1 различают 3 серологических типа: Ogawa, Inaba и Hikojima. Все условно патогенные и непатогенные V. cholera называют НАГ-вибрионы (неагглютинирующиеся вибрионы).

Однако, современными исследованиями доказана (при наличии благоприятных условий) возможность трансформации холерных в НАГ-вибрионы и обратно, а также их способность вызывать заболевание.

Холерные вибрионы образуют несколько видов токсинов, определяющих их патогенные свойства: энтеротоксин, эндотоксины Inaba и Ogawa, цитотоксин, мембранотоксин, вибриоцины; метаболитов (путресцин, кадаверин), активизирующих кишечную секрецию и ферментов – амилазу, муциназу, протеазу, нейраминидазу, обеспечивающие подвижность вибрионов и способствующих разжижению слизи.

Холерные вибрионы относительно устойчивы (особенно биовар Эль-Toр) к факторам внешней среды: сохраняют жизнеспособность в воде, сточных канализационных водах, почве, морской воде, в пляжном песке, на продуктах на протяжении 1-4 месяцев.

При этом, при определенных условиях вибрионы могут размножаться в водоемах, иле. Малоустойчивы к высушиванию и прямому солнечному свету.

При нагревании погибают при температуре 80 С в течение 5 минут, чувствительны к дезинфицирующим средствам и особенно к кислотам.

Эпидемиология

Источник инфекции — больной с манифестной/субклинической формами, выделяющий холерные вибрионы во внешнюю среду с испражнениями.

Интенсивность выделения холерного вибриона зависит от формы и тяжести течения заболевания: особую опасность представляют пациенты с тяжелой формой холеры с многократной диареей и рвотой при которой необеззараженные испражнения попадают в водоемы и в дальнейшем в систему питьевого водозабора или водоемы, используемые для отдыха, или загрязняют продукты питания.

Больные со стертыми/субклиническими формами несмотря на то, что они выделяют меньшее количество вибрионов, однако, в силу своей активности этот контингент играет значимую роль и являются опасными в отношении распространения инфекции.

Носители-реконвалесценты, продолжающие выделять вибрионы, здоровые (транзиторные) носители периодически (выделяющие возбудителя болезни) и пациенты со стертыми/субклиническими формами составляют основную эпидемически значимую группу людей, поскольку они в большинстве случаев не идентифицируются, редко обращаются за медицинской помощью и при тесном контакте с другими людьми представляют в отношении их инфицирования существенную опасность. Согласно данным ВОЗ инфицирующей дозой для холеры является 100 млрд вибрионов.

Холера, как и другие острые кишечные инфекционные болезни имеет фекально-оральный механизм распространения. Основные пути передачи, через которые реализуется механизм распространения холерного вибриона — водный, алиментарный и контактно-бытовой. Соотношение различных видов путей передачи холерных вибрионов приведено в таблице ниже (В.П. Малый).

Водный путь инфицирования.

Возникновение большинства эпидемий связано с водным фактором инфицирования, происходящее при употреблении зараженной вибрионами воды из открытых водоемов, при повреждении сетей водопровода и при заглатывании инфицированной воды во время купания и использовании для хозяйственных целей/приготовления пищи (мытье продуктов — овощей, фруктов, зелени). Основные причины попадания вибрионов в водоемы — неэффективная очистка/обеззараживание сточных и канализационных вод. Водоемы могут также служить временным резервуаром возбудителя, долго сохраняясь в иле водоемов и слизи канализационных систем, а также в организме рыб, ракообразных, лягушек и моллюсков. В таких случаях источником заболевания могут быть и плохо проваренные рыба и морепродукты. Одной из форм сохранения холерного вибриона в естественных биотопах (в водоемах) является трансформация патогенных вибрионов в L-формы, которая происходит при температуре воды

Холера

Холера – это острая кишечная инфекция, возникающая при поражении человека холерным вибрионом. Холера проявляется выраженной частой диареей, обильной многократной рвотой, что приводит к значительной потере жидкости и обезвоживанию организма. Признаками дегидратации служат сухость кожных покровов и слизистых, снижением тургора тканей и сморщивание кожи, заострение черт лица, олигоанурия. Диагноз холеры подтверждается результатами бактериологического посева каловых и рвотных масс, серологическими методиками. Лечение включает изоляцию холерного больного, парентеральную регидратацию, терапию тетрациклиновыми антибиотиками.

Холера – особо опасная инфекция, вызываемая энтеропатогенной бактерией Vibrio cholerae, протекающая с развитием тяжелого гастроэнтерита и выраженным обезвоживанием вплоть до развития дигидратационного шока.

Холера имеет тенденцию к эпидемическому распространению и высокую летальность, поэтому отнесена ВОЗ к высокопатогенным карантинным инфекциям. Наиболее часто эпидемические вспышки холеры регистрируются в странах Африки, Латинской Америки, Юго-Восточной Азии. По оценкам ВОЗ, ежегодно холерой заражается 3-5 млн. человек, около 100-120 тыс.

случаев заболевания заканчивается смертельно. Т. о., на сегодняшний день холера остается глобальной проблемой мирового здравоохранения.

Холера

На сегодняшний день обнаружено более 150 типов холерных вибрионов, различающихся по серологическим признакам. Холерные вибрионы разделяют на две группы: А и В. Холеру вызывают вибрионы группы А. Холерный вибрион представляет собой грамотрицательную подвижную бактерию, выделяющую в процессе жизнедеятельности термостабильный эндотоксин, а также термолабильный энтеротоксин (холероген).

Возбудитель устойчив к действию окружающей среды, сохраняет жизнеспособность в проточном водоеме до нескольких месяцев, до 30 часов в сточных водах. Хорошей питательной средой является молоко, мясо. Холерный вибрион погибает при химическом дезинфицировании, кипячении, высушивании и воздействии солнечного света. Отмечается чувствительность к тетрациклинам и фторхинолонам.

Резервуаром и источником инфекции является больной человек или транзиторный носитель инфекции. Наиболее активно выделяются бактерии в первые дни с рвотными и фекальными массами. Тяжело выявить инфицированных лиц с легко протекающей холерой, однако они представляют опасность в плане заражения.

В очаге обнаружения холеры обследованию подвергаются все контактировавшие, вне зависимости от клинических проявлений. Заразность с течением времени уменьшается, и обычно к 3-й неделе происходит выздоровление и освобождение от бактерий. Однако в некоторых случаях носительство продолжается до года и более.

Удлинению срока носительства способствуют сопутствующие инфекции.

Холера передается бытовым (грязные руки, предметы, посуда), пищевым и водным путем по фекально-оральному механизму. В настоящее время особое место в передаче холеры отводится мухам.

Водный путь (загрязненный источник воды) является наиболее распространенным.

Холера является инфекцией с высокой восприимчивостью, наиболее легко происходит заражение людей с гипоацидозом, некоторыми анемиями, зараженных гельминтами, злоупотребляющих алкоголем.

Инкубационный период при заражении холерным вибрионом продолжается от нескольких часов до 5 дней. Начало заболевания острое, обычно ночью или утром. Первым симптомом выступает интенсивный безболезненный позыв к дефекации, сопровождающийся дискомфортным ощущением в животе.

Первоначально стул имеет разжиженную консистенцию, но сохраняет каловый характер. Довольно быстро частота дефекаций увеличивается, достигает 10 и более раз за сутки, при этом стул становится бесцветным, водянистым.

При холере испражнения обычно не зловонны в отличие от других инфекционных заболеваний кишечника. Повышенная секреция воды в просвет кишечника способствует заметному увеличению количества выделяемых каловых масс. В 20-40% случаев кал приобретает консистенцию рисового отвара.

Обычно испражнения имеют вид зеленоватой жидкости с белыми рыхлыми хлопьями, похожими на рисовые.

Нередко отмечается урчание, бурление в животе, дискомфорт, переливание жидкости в кишечнике.

Прогрессирующая потеря жидкости организмом приводит к проявлению симптомов обезвоживания: сухость во рту, жажда, затем появляется ощущение похолодания конечностей, звон в ушах, головокружение.

Эти симптомы говорят о значительном обезвоживании и требуют экстренных мер по восстановлению водно-солевого гомеостаза организма.

Поскольку к диарее зачастую присоединяется частая рвота, потеря жидкости усугубляется. Рвота возникает обычно спустя несколько часов, иногда на следующие сутки после начала диареи.

Рвота обильная, многократная, начинается внезапно и сопровождается интенсивным ощущением тошноты и болью в верхней части живота под грудиной. Первоначально в рвотных массах отмечаются остатки непереваренной пищи, затем желчь.

Со временем, рвотные массы также становятся водянистыми, приобретая иногда вид рисового отвара.

При рвоте происходит быстрая потеря организмом ионов натрия и хлора, что приводит к развитию мышечных судорог, сначала в мышцах пальцев, затем всех конечностей.

При прогрессировании дефицита электролитов мышечные судороги могут распространиться на спину, диафрагму, брюшную стенку.

Мышечная слабость и головокружение нарастает вплоть до невозможности подняться и дойти до туалета. При этом сознание полностью сохраняется.

Выраженной болезненности в животе, в отличие от большинства кишечных инфекций, при холере не отмечается. 20-30% больных жалуются на умеренную боль. Не характерна и лихорадка, температура тела остается в нормальных пределах, иногда достигает субфебрильных цифр. Выраженная дегидратация проявляется снижением температуры тела.

Холера

Холера – острое инфекционное заболевание, вызываемое холерными вибрионами, характеризующееся фекально-оральным механизмом передачи и протекающее с развитием деминерализации и дегидратации различной степени тяжести.

В этой статье речь пойдет о путях заражения и возбудителе холеры, симптомах заболевания, а также о современных методах диагностики холеры. Также в статье рассказывается о мероприятиях по профилактике холеры и способах лечения данной болезни.

Природа возникновения заболевания

Заболевание относится к числу карантинных инфекций ввиду способности к пандемическому распространению. В развитых странах встречается крайне редко, но возбудитель холеры довольно часто встречается в странах Африки, Южной и Юго-восточной Азии, Южной Америки.

Возбудитель холеры – холерный вибрион Vibrio cholerae, устойчивый к низким температурам и сохраняющий жизнеспособность в открытых водоемах на протяжении нескольких месяцев.

Во внешней среде и на пищевых продуктах возбудитель холеры выживает в течение 3-5 дней, а воздействие прямых солнечных лучей сокращает его жизненный цикл до 8-10 часов.

Холерный вибрион погибает при кипячении и под воздействием различных средств дезинфекции, высокочувствителен к высушиванию, хлорсодержащим препаратам и кислой среде. Поэтому различные дезинфицирующие средства или кипячение нередко используются как меры профилактики холеры.

Источник возбудителя холеры – это всегда больной человек или бациллоноситель (человек, побывавший в неблагоприятном по холере регионе). Заражение происходит фекально-оральным путем. В неблагоприятных регионах большинство эпидемий напрямую связано с употреблением загрязненной бактериями воды.

В быту возбудитель холеры нередко напрямую попадает в воду и на пищу с инфицированными рвотными массами и калом, которые при холере не имеют окраски и специфического запаха, не вызывают брезгливости у окружающих, чем и создают иллюзию безопасности.

Поэтому, хотя и случаи передачи заболевания от человека к человеку крайне редки, каждому, кто находился в контакте с больным, в целях профилактики холеры следует придерживаться строгих правил личной гигиены.

Различают пищевые, водные, контактно-бытовые и смешанные эпидемии холеры. Восприимчивость человека к возбудителю холеры очень высока, но современные методы диагностики холеры позволяют выявить заболевание достаточно быстро и предотвратить развитие эпидемии.

Симптомы холеры

Основной симптом холеры – жидкий стул, начинающийся, как правило, внезапно. Затем к диарее присоединяется рвота. На начальной стадии заболевания боль в животе и судороги могут отсутствовать, но затем и они присоединяются к симптомам заболевания. Быстрой потерей жидкости объясняются такие симптомы холеры, как острое чувство жажды, головокружение и усталость.

Степени тяжести заболевания

Когда потеря жидкости достигает критического значения, симптомы холеры в виде поражения ЖКТ отходят на второй план, уступая место нарушению деятельности основных систем организма. Тяжесть этих нарушений определяется степенью дегидратации:

  • первая степень – неявно выраженная дегидратация;
  • вторая степень – масса тела уменьшается на 4-5%, снижается уровень гемоглобина и число эритроцитов, ускоряется СОЭ. Пациенты ощущают головокружение, жажду и сухость во рту. Наблюдается посинение губ и пальцев рук, возможны судороги жевательных и икроножных мышц, появляется осиплость голоса;
  • третья степень – потеря массы тела достигает 8-9%. К обострению вышеперечисленных симптомов присоединяется снижение температуры тела и падение артериального давления, возможен коллапс. В крови понижается концентрация хлора и калия, сама кровь значительно сгущается;
  • четвертая степень – потеря массы тела превышает 10%. Пациент впадает в состояние прострации, развивается шок. Черты лица заостряются, кожа становится холодной и синюшной, нарастает частота и продолжительность тонических судорог. Отмечается резкое падение артериального давления и приглушенность тонов сердца. Лечение холеры на четвертой степени дегидратации малоэффективно.

Тяжелая форма холеры приходится на одного из двадцати заболевших. Развиваться может стремительно и без правильного лечения и ухода приводит к летальному исходу за считанные часы. Поэтому при первых же симптомах холеры необходимо немедленно обращаться к врачу.

Диагностика холеры

Диагностика холеры производится на основании эпидемиологических, анамнестических, лабораторных и клинических исследований.

Обязательным является лабораторное обследование больных. Современная диагностика холеры объединяет в себе так называемое «классической исследование», растягивающееся на 36 часов, и ускоренные методы, позволяющие выделить холерный эмбрион уже через 2-5 часов с момента начала исследования.

Главный метод диагностики холеры – бактериологический. Такой метод направлен на выделение культуры возбудителей из рвотных и каловых масс. В случае смерти пациента диагностику холеры осуществляют с помощью исследования отрезков тонкой кишки.

Лечение холеры

Госпитализация обязательна для всех заболевших. Ведущая роль в лечении холеры отводится восстановлению водно-солевого баланса организма и борьбе с обезвоживанием. Применяют растворы, содержащие хлорид калия и натрия, бикарбонат натрия и глюкозу.

Растворы вводят с помощью капельницы. При тяжелом обезвоживании допустимо струйное введение жидкости, которое проводят до нормализации пульса. Во время лечения холеры в рацион пациента включают продукты богатые солями калия (картофель, томаты, курагу).

Терапия с помощью антибиотиков проводится только больным с тяжелой третьей и четвертой степенью дегидратации. В таких случаях лечение холеры осуществляется с помощью левомицетина или тетрациклина.

Лечение холеры заканчивается выпиской пациента только после подтверждения отрицательных анализов бактериологических исследований. Во многом успех лечения холеры зависит от того, насколько вовремя больной обратился за медицинской помощью.

Профилактика холеры

После того как человек перенес это опасное заболевание, пожизненный иммунитет к болезни у него не вырабатывается. Поэтому важность профилактики холеры сложно переоценить.

Мероприятия по профилактике холеры направлены на осуществление эпидемиологического надзора, предупреждение распространения инфекции на территорию страны людьми, побывавшими в неблагополучных по холере регионах, улучшение санитарно-коммунального состояния населенных пунктов.

Специфической профилактикой холеры считают вакцинацию. Эффективность ее спорна.

Холера: причины, симптомы, лечение, диагностика и профилактика

Прежде чем раскрыть симптоматику болезни и воздействие на организм, дадим определение болезни. Холера – вирусное инфекционное заболевание, возбудителем является микроорганизм Vibrio cholerae. Основное место поражения – тонкая кишка. У больного наблюдается жидкий стул, рвота, интоксикация.

Болея, человек лишается до 40 литров жидкости в сутки, вызывая обезвоживание, риск смертельного исхода. Каждый год болезнь поражает более 5 миллионов человек – 3-5% погибают. Относится к инфекциям, представляющим особую опасность для жизни человека.

Для холеры характерны диспепсические синдромы, при которых ярко выражено обезвоживание организма.

Паразит имеет жгутик, с помощью которого он передвигается в организме. Существует более 200 разновидностей бактерии. 2 из них служат зачинщиками болезни – Vibrio cholerae и Vibrio eltor.

Vibrio cholerae и Vibrio eltor

История

Болезнь холера известна с античности, в Европу пришла в 19 веке. Пик пандемии в России произошел во второй половине 19 века, совпав с Крымской войной – смертность исчислялась шестизначными цифрами. В 1854 году в центре Лондона заразилось холерой более 500 человек. Доклад Дж.Сноу о влиянии системы водоснабжения на распространение холеры дал стимул к усовершенствованию канализации.

Открыл холерную бактерию Ф. Пачини в 1853 году и Э.Недзвецкий в 1872 году.

Холера распространилась по всем уголкам земного шара. Основные очаги заражения – страны Африки, Латинской Америки. Инфекционное распространение связано с антисанитарией, в которой живет человек. Возбудителями являются микробы, содержащиеся на предметах и необработанных продуктах.

История болезни начинала путь с древности, забрав жизни десятков миллионов людей. Относиться к лечению нужно серьёзно. Инфекционные болезни унесли больше жизней, чем войны!

Свойства холерного вибриона

Вырабатывая яд, микробы повреждают слизистую кишки. Под действием отравы нарушается водно-солевой баланс, происходит обезвоживание организма у человека.

Свойства токсинов:

  • Разрушение эпителия тонкого кишечника.
  • Раздражают пищеварительную трубку, вызывая рвотные побуждения, жидкие испражнения.
  • Нарушают водно-солевой баланс.

Бактерия развивается при 16-40С. Оптимальный вариант существования холерного вибриона – 36-37С. Температура ниже ноля не страшна.

  • Погибает паразит под воздействием солнечных лучей, при температуре свыше 60С, взаимодействии с кислотными соединениями.
  • Возбудитель болезни не восприимчив к щелочи, на продуктах питания, поверхностях и почве бактерии живут до месяца, в воде – пару месяцев.
  • Патогенез во время холеры:
  • Заражённая еда, жидкость → проникновение в тонкую кишку → присасывание бактерии к стенкам кишечника → увеличение популяции микроба на слизистой оболочке кишки → выделение токсинов СТХ, яд дезориентирует нормальную работу тонкой кишки → из-за токсинов, нарушается водно-солевой баланс, водные и соляные частички выходят из кишечника → клетки обезвоживаются и погибают, бактерии покидают организм вместе с мертвыми клетками.

Этиология недуга: источник заболевания – бактерия, представленная биотипом болезни и Эль-Тор. Клиника холеры Бенгал обладает способностью выделять схожий с биотипом холерной бактерии экзотоксин.

Причины возникновения холеры

Причины болезни:

  • Зараженный человек.
  • Носитель бактерии. По внешним признакам не выглядит заряженным.

Испражнения и рвота больного без запаха. Заражённые вещества не замечаются, что приводит к распространению инфекционного заболевания.

Механизм передачи бактерий – фекально-оральный, вибрионы выходят из организма через кал, при рвоте. Воздушно-капельным путем болезнь не передается.

Основные пути инфицирования холерой:

  • Через воду: в загрязнённой воде высокое содержание бактерий. Во время купания существует огромный риск заражения. Мыть посуду, продукты питания в такой воде не рекомендуется.
  • Контактно-бытовой: предметы обихода, ручки дверей, посуда, белье и другие предметы, с которыми контактировал больной, полны возбудителями болезни.
  • Пищевой: молочная и рыбная продукция, фрукты и овощи, не прошедшие тепловую обработку. Возбудитель холеры попадает на продукты через воду, носителя, мух.

Симптоматика болезни

Признаки холеры:

  • Рвота от употребляемой пищи.
  • Повышение температуры тела.
  • Обезвоживание организма: сухость в ротовой полости.
  • Стул при холере: жидкий, бесцветный, бело-серый.

Инкубационный период холеры – пару часов, чаще 2–3 суток.

Классификация заражения:

  • Стёртая.
  • Лёгкая.
  • Средней тяжести.
  • Тяжёлая.
  • Очень тяжёлая.

Выделяют 4 степени дегидратации:

  • Первая – обезвоживание составляет 1-3% от массы тела.
  • Вторая фаза – 4-6% от общего веса больного (средняя тяжесть).
  • Третья – больной теряет 7-9% общей жидкости человека.
  • Четвертая – дегидратация более 9%.

Для стертой формы холеры характерен разовый жидкий стул, отсутствие обезвоживания, лихорадка отсутствует. Первые признаки – резкий позыв к стулу, водянистое испражнение.

Отсутствует болевой синдром, растёт число «походов» на стул, увеличивается объём испражнения. В результате обезвоживания проявляется недомогание, желание пить, сухость в ротовой полости.

Период болезненного состояния – 1-2 суток.

При потере жидкости на второй стадии инфекция прогрессирует, понос сочетается с часто повторяющейся рвотой. По цветовой гамме фекалии и рвота идентичны. Наблюдается сухость в ротовой полости, бледная глазная сетчатка, увядание кожи. Частота испражнений – до 10 раз за день. Выраженные осложнения: судороги конечностей, хрипота голоса. Длительность протекания болезни – до 5 дней.

Для тяжёлой формы характерен эксикоз из-за сильного жидкого стула (теряется до 1,5 литров жидкости за 1 акт испражнения). Симптомы: вялость кожи, появление тахипноэ, нарастание тахикардии, нитевидный пульс, быстро падающее АД, снижение мочевыделения.

Алгидный тип холеры (тяжелее по форме) – скорое развитие инфекции, сопровождаемое сильной рвотной массой, частыми позывами к стулу. Ослаблен иммунитет. Температура тела через пару часов достигает 34-35С. У больного теряется более 12% жидкости в организме. Симптомы холеры: одышка, анурия, развитие паралича кишечных мышц.

Внешний вид больного:

  • запавшие глаза;
  • потеря голоса;
  • тусклость склер;
  • втянутый живот.

Лабораторная диагностика показывает результаты анализов: плотность крови превышает 1,035; индекс соотношения объёма эритроцитов к общему объёму плазмы – 0,65-0,7л/л.

Опасность развития холеры у детей до 3 лет

Наиболее подвержены холере дети младше трехлетнего возраста. Обезвоживание хуже переносится малышами. Детям значительно сложнее определить уровень дегидратации, опираясь на плотность плазмы. Для чёткого и верного анализа следует взвешивать малыша.

Дифференциальная характеристика симптомов отлична от протекания у взрослых. Особенность холерного вибриона у малышей:

  • Безосновательное повышение температуры.
  • Адинамия.
  • Ярко выраженные эпилептиформные припадки.

Время протекания болезни – до 10 суток. Своевременная регидратация, возмещение электролитов – главная цель быстрого восстановления организма.

Диагностика

При эпидемиологической вспышке диагноз заболевания не представляет трудностей. В местностях, где холера не проявлялась, необходимо бактериальное подтверждение.

Методы диагностики заболевания:

  • объективный – тяжесть недуга определяется симптомами;
  • бактериологический – сдаётся посев испражнений, рвотных масс. Определяется возбудитель холеры;
  • серологический – с использованием сыворотки крови определяется наличие антигена вибриона;
  • относительная плотность плазмы – помогает установить степень заболевания.
  • экспресс-диагностика.

Заболевание важно вовремя диагностировать, чтобы назначить правильное лечение холеры, избежать последствия.

Лечение болезни

Методы борьбы с болезнью включают:

  • Госпитализация, с последующим лечением в инфекционном отделении.
  • Назначение специального режима: на время инфицирования больному требуется постельный режим, соблюдать санитарные правила. Пока проявляются тошнота, рвота, недомогание, больного желательно поместить на кровать Филипса, со специальным отверстием в области таза. Забор материала проводится через пару часов: необходимо оценивать количество жидкости, потерянной больным. На основе анализов больному вводится необходимая доза солевого раствора, во избежание обезвоживания. Запрещено применять физиопроцедуру, всевозможные виды массажей, лечебной физкультуры. Сестринский уход – необходимое условие в выполнении требований.
  • Карантин в домашних условиях: помещение больного в отдельную комнату, использование личной посуды, вещей.
  • Соблюдение специальной диеты: меньше потребляйте углеводы, жиры. Запрещённые продукты:
  1. Жирные бульоны.
  2. Супы на молочной продукции.
  3. Мучные изделия.
  4. Кисломолочные продукты.
  5. Свежие и сушёные фрукты, овощи.
  6. Сладкое – варенье, мёд, сахар.
  7. Острая пища.
  8. Копчёная продукция.

Разрешены продукты:

  • Суп на воде с рисом, овсяной кашей.
  • Каши на воде.
  • Сухарики.
  • Котлеты на пару с нежирной мясной продукции: курица, телятина, крольчатина.
  • Компот из смородины, айвы.
  • Обезжиренный творог.

Лечение медикаментами

Чтобы бороться с обезвоживанием, пациенту необходимо пить, вводить вовнутрь кишечника раствор из воды и соли. При тяжелой форме заболевания раствор вводится в вену.

Чтобы уничтожить бактерию, используют антибиотики:

Необходимо проконсультироваться с врачом, определяющим дозировку, количество приёмов в день.

Народные методы лечения холеры

Холера не лечится народными средствами! Народные методы лечения не рекомендуется использовать как основные – их используют как сопутствующие главным.

  • Согревание – при пониженной температуре пациенту следует наложить горелки на организм, температура комнаты не должна быть меньше 35С.
  • Барвинок малый. Рецепт: 1 ч.л. высушенной травы заварить в стакане воды. Остудить, процедить, принимать по 100 мл трижды на день. Напиток помогает от жидкого стула, дезинфицирует кишечник.
  • Красное вино, содержащее танин, останавливает популяцию холерных бактерий.
  • Ромашковый, мятный чай. Развести в равной доле травы. 5 ст.л. смешанного материала развести в литре жидкости. Прокипятить. Пить 1,5-2 литра на день малыми дозами. Обладает антивоспалительными свойствами.

Последствия болезни

Отсутствие шагов к излечению недуга, затягивание приводит к:

  • Гиповолемическому шоку (пониженное артериальное давление).
  • Нарушению функций почек. Характеризуется уменьшением выделения азотистого шлака, плотности мочи, ацидозом.
  • Мышечным судорогам.
  • Тромбофлебиту.
  • Нарушению дыхания.
  • Острому нарушению кровообращения в мозге.
  • Повторному инфицированию иными типами микробов.

Профилактика

За лицами, приезжими из неблагополучных по холере стран, необходимо наблюдать не менее 5 суток.

Санпин (Санитарные нормы и правила) про холеру включают мероприятия, препятствующие распространению болезни на территории страны.

Чтобы чёрная холера дальше не развивалась, важно своевременно изолировать зараженного человека. Необходимо соблюдать меры предосторожности. Профилактика и лечение играют важную роль в выздоровлении.

Профилактика холеры:

  • Больной человек перемещается в отдельное помещение – изолятор. После исчезновения симптомов его высвобождают. Важно провести 3 диагностирования с периодичностью раз на день. Результаты исследования должны показать отсутствие микробов в организме.
  • Собирают контактировавших с заражённым – трижды берут анализ крови, назначают лечение антибиотиками.
  • Рабочее место и помещение, в котором находился больной, необходимо продезинфицировать. Делается на протяжении 3 ч после госпитализации.

Во время дезинфекции необходимо соблюдать меры предупреждения, исключающие вероятность заражения – проводить процедуру в специальной одежде, перчатках, маске.

Прививка от недуга

Специфическая профилактика включает вакцину, вводимую под кожу. Экстренная профилактика включает использование препаратов, препятствующих распространению бактерий.

Прививка от холеры – важный этап для предупреждения возникновения заболевания. Эффективность медикаментов, вводимых под кожу, не доказана до конца – их не рекомендуется использовать. Вакцина против холеры – не универсальный защитный метод. Является дополнением к остальным мероприятиям, убивающим источник инфекции и вирус.

Вакцинация помогает выявить носителей инфекции у взрослых и детей, исключить распространение болезни. В дополнение к вакцине принимают буферный раствор – для защиты препарата от действия кислоты желудка. Вводится 2 дозы с интервалом в 1 неделю. Вакцина Dukoral защищает организм на полгода. Можно делать прививку детям старше 2 лет.

Холера – кишечная инфекция, вызываемая различными бактериями, способными привести к серьёзным нарушениям организма и смерти!

Патофизиология холеры — wikidoc

Cholera Toxin. Область доставки (синий) связывает мембранные углеводы, чтобы попасть в клетки. Ядовитая часть (красный цвет) активируется внутри ячейки (код PDB: 1xtc)

Главный редактор: C. Майкл Гибсон, M.S., M.D. [1]; Заместители главного редактора: Приямвада Сингх, MBBS, Айша Анвар, M.B.B.S [2]

Обзор

Холера в основном вызывается двумя патогенными серотипами V. cholerae : O1 и O139. V. cholerae обычно передается фекально-оральным путем человеку-хозяину. После приема внутрь V. cholerae должен преодолеть защитные механизмы хозяина, такие как кислотность желудочного сока, факторы подавления кишечника, а также изменения температуры и осмолярности. Получив доступ к тонкому кишечнику, V. cholerae использует жгутики для распространения через слой слизи, покрывающего тонкий кишечник, и колонизирует клетки тонкого кишечника, используя корегулируемые токсинами ворсинки (TCP) для образования биопленки.Диарейное заболевание у человека-хозяина в основном вызвано выработкой энтеротоксина. [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10]

Патофизиология

Холера в основном вызывается двумя патогенными серотипами V. cholerae : O1 и O139. Патогенез, лежащий в основе острого диарейного заболевания, следующий: [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10]

Трансмиссия

  • В.cholerae обычно передается фекально-оральным путем к человеку-хозяину.
  • После проглатывания V. cholerae должен преодолеть защитные механизмы хозяина, такие как кислотность желудочного сока, факторы подавления кишечника, а также изменения температуры и осмолярности.
  • Инфекционная доза колеблется от 102 до 106.
  • Инкубационный период варьируется от нескольких часов до нескольких дней.

Колонизация

Энтеротоксин

Факторы вирулентности

Различные факторы вирулентности, вовлеченные в патогенез V.cholerae включают активацию факторов транскрипции, таких как ToxR, TcpP и ToxT. Различные токсины, экспрессируемые этими факторами транскрипции, включают:

  • Zona occludens toxin (zot, вызывает инвазию, снижая сопротивление ткани кишечника)
  • Дополнительный токсин холеры (ace, увеличивает секрецию жидкости)
  • Пилус, корегулируемый токсином (tcpA, существенный фактор колонизации и рецептор для фага CTXf)
  • NAG-специфический термолабильный токсин (st)
  • Пориновые белки внешней мембраны (ompU и ompT)

Ссылки

  1. 1.0 1,1 Hartwell LH, Hood L, Goldberg ML, Reynolds AE, Silver LM и Veres RC (2004). Генетика: от генов к геномам. Mc-Graw Hill, Бостон: стр. 551-552, 572-574 (использование выключения и включения экспрессии генов для выработки токсинных белков в холерных бактериях в качестве «всеобъемлющего примера» того, что известно о механизмах, с помощью которых бактерии изменяют смесь производимых ими белков, чтобы реагировать к изменяющимся возможностям выживания и процветания в различных химических средах).
  2. 2,0 2,1 Кассель Д., Селинджер З (1977). «Механизм активации аденилатциклазы холерным токсином: ингибирование гидролиза GTP в регуляторном сайте». Proc Natl Acad Sci U S A . 74 (8): 3307–11. PMC 431542. PMID 198781.
  3. 3,0 3,1 Фарук С.М., Альберт М.Дж., Мекаланос Дж.Дж. (1998). «Эпидемиология, генетика и экология токсигенного холерного вибриона». Микробиол Мол Биол Ред. . 62 (4): 1301–14. PMC 98947. PMID 9841673.
  4. 4,0 4,1 Trucksis M, Гален Дж. Э., Михальски Дж., Фазано А., Капер Дж. Б. (1993). «Дополнительный холерный энтеротоксин (Ace), третий токсин кассеты вирулентности холерного вибриона». Proc Natl Acad Sci U S A . 90 (11): 5267–71. PMC 46697. PMID 8389476.
  5. 5,0 5,1 Хендрикс TR (1971). «Патофизиология холеры». Бык Нью-Йорк, Акад. Мед. . 47 (10): 1169–80. PMC 1749961. PMID 4329549.
  6. 6,0 6,1 ДЖЕНКИН ЧР, Роули Д. (1959). «Возможные факторы патогенеза холеры». Бр. Дж. Эксп. Патол . 40 : 474–81. PMC 2082309. PMID 14407057.
  7. 7,0 7,1 ДиРита В., Парсо К., Джандер Дж., Мекаланос Дж. (1991). «Регуляторный каскад контролирует вирулентность холерного вибриона». Proc Natl Acad Sci U S A . 88 (12): 5403–7. PMID 2052618.
  8. 8,0 8,1 Тейлор Р.К., Миллер В.Л., Ферлонг Д.Б., Мекаланос Дж. Дж. (1987). «Использование слияния генов phoA для идентификации фактора колонизации пилуса, координируемого с помощью холерного токсина». Proc Natl Acad Sci U S A . 84 (9): 2833–7. PMC 304754. PMID 2883655.
  9. 9,0 9,1 Кассель Д., Пфеффер Т. (1978). «Механизм действия холерного токсина: ковалентная модификация гуанилового нуклеотидсвязывающего белка аденилатциклазной системы». Proc Natl Acad Sci U S A . 75 (6): 2669–73. PMC 392624. PMID 208069.
  10. 10,0 10,1 Уолдор М.К., Мекаланос Дж.Дж. (1996). «Лизогенная конверсия нитчатым фагом, кодирующим токсин холеры». Наука . 272 (5270): 1910–4. PMID 8658163.


Шаблон: WikiDoc Sources

Патогенез холерного вибриона — microbewiki

Холерный вибрион является возбудителем диарейной холеры.Болезнь, поражающая 2,8 миллиона человек в год и приводящая к смерти 91 000 человек, холера наиболее распространена в районах с высокой плотностью населения и низким качеством санитарии. [1] [2] Не все V. cholerae являются патогенными: только два штамма серогрупп O1 и O139 вызывают холеру. [1] Кроме того, он считается факультативным патогеном человека, поскольку в основном обитает в поверхностных водах, а не в тонком кишечнике. [3]

При проникновении в организм человека-хозяина и его колонизации, V.cholerae должна выдерживать изменяющиеся факторы окружающей среды, такие как температура, кислотность, осмолярность, вещества, ингибирующие рост кишечника, и факторы иммунной системы. [1] Пилусы, регулируемые токсином (TCP), необходимы для колонизации тонкой кишки, тогда как холерный токсин (CT) необходим для реакции водянистой диареи. [4] Понимание патогенеза V. cholerae требует понимания колонизации и этих факторов вирулентности.

Колонизация тонкой кишки человека

Рисунок 1. Рост биопленки V. cholerae измеряли с использованием оптической плотности при 595 нм. Протестированные штаммы включали V. cholerae дикого типа в аэробных и анаэробных условиях (черные и темно-серые полосы соответственно) и мутанты с делецией tatABC в аэробных и анаэробных условиях (средние серые и светло-серые столбцы соответственно. Ночные культуры разбавляли в два раза и помещали в 96-луночный планшет для культивирования клеток.Планшетные культуры выращивали при 37 ° C в аэробных и анаэробных условиях в течение от 6 до 72 часов.Рост биопленки количественно оценивали путем измерения поглощения при 595 нм бактерий, прикрепленных к пластине, окрашенной кристаллическим фиолетовым. Каждая полоса представляет собой среднее значение 21 повтора. Данные доктора Лицзюань Чжана из Китайского центра по контролю и профилактике заболеваний. [7]

Образование биопленки

Путешествие V. cholerae через кислый желудок способствует его сборке в биопленку, структуру, состоящую из бактерий в матрице из сахаров и белков. [1] [3] 100% от В.Было показано, что клетки cholerae в биопленках выдерживают кислотный шок, характерный для желудка человека. Воздействие среды с pH 4,5 в течение 15 и 30 минут увеличивает выживаемость клеток в 50 и 1000 раз, соответственно, по сравнению с клетками, не связанными с биопленкой. [5]

Кроме того, клетки, способные образовывать биопленки, обладают большей способностью к колонизации кишечника в модели сосущих мышей. Морщинистый вариант V. cholerae , обладающий превосходной способностью к формированию биопленок по сравнению с гладким вариантом, также более успешен в колонизации кишечника. [6] Кроме того, было показано, что система двойной транслокации аргинина (Tat) важна для образования биопленок и колонизации. Система Tat — это система экспорта, которая распознает двойной сигнальный пептид аргинина на белках, которые предназначены для перемещения через клеточную мембрану (часто это ферменты, участвующие в цепи переноса электронов). Эта система уже была связана с вирулентностью Pseudomonas aeruginosa , Escherichia coli , Yersinia pseudotuberuclosis и других патогенных бактерий.Недавно было показано, что система Tat работает на V. cholerae ; делеция tatABC вызывает уменьшение образования биопленок (, фиг. 1, ), а также колонизацию сосущей мыши. [7] Наконец, отсутствие полисахаридов вибрионов (кодируемых опероном vps ), главного экзополисахаридного компонента биопленок, или отсутствие RbmA, одного из матричных белков, приводит к дефектной колонизации. [6]

Однако исследования кворума в V.cholerae показали, что биопленка не нужна во время колонизации , а вместо этого во время путешествия бактерий через кислый желудок, во время которого им нужна защитная структура. Достигнув кишечника, они будут использовать факторы вирулентности, а не биопленку, чтобы колонизировать и заразить хозяина.

Проверка кворума

Попав в кишечник, биопленка больше не помогает V. cholerae , и для колонизации необходим новый механизм.Чувствительность кворума, бактериальный механизм связи с последующими эффектами регуляции генов, основанная на плотности популяции, — это то, что позволяет бактериям колонизировать кишечник, выражая факторы вирулентности, такие как холерный токсин (CT) и пилусы, регулируемые токсином (TCP). [8]

Рисунок 2. Схема генетической регуляции вирулентного фенотипа V. cholerae . Создано Тиной Солвик, автором этой вики, и адаптировано из изображений д-ра Джун Чжу из Гарвардской медицинской школы и др.Дуглас Хиггинс из Принстонского университета. [11] [10]


Следует отметить два важных белка, связанных с восприятием кворума, — это LuxO и HapR, которые работают вместе в системе, аналогичной системе Vibrio harveyi , наиболее распространенной бактерии, используемой в исследованиях определения кворума. [9] LuxO — это регулятор, который принимает информацию, предоставляемую уровнями аутоиндуктора 2 (AI-2) и аутоиндуктора холеры 1 (CAI-1), обнаруживаемых мембранными рецепторами LuxPQ и CqsS, соответственно, и подавляет основной фактор транскрипции. HapR. [10] [11] В V. harveyi эта активация LuxO и репрессия HapR приводит к снижению люминесценции (поскольку HapR в бактериях транскрипционно активирует оперон люциферазы). V. cholerae не имеет системы биолюминесценции, а HapR транскрипционно репрессирует гены вирулентности. [11] Когда LuxO активен, он подавляет экспрессию hapR , тем самым позволяя транскрипцию tcpP , гена, необходимого для биосинтеза (хотя сам по себе не является строительным блоком) TCP ( Рисунок 2 ) .Экспрессия CT (ответственного за диарею, характерную для холеры) зависит от присутствия TCP, поэтому активный LuxO и неактивный HapR приводят к увеличению количества как TCP, так и CT. [11] Влияние LuxO и HapR на вирулентность было продемонстрировано на модели сосущих мышей CD-1: делеция luxO не приводит к восстановлению клеток из кишечника мыши, подвергшейся биопсии (колонизация не происходила), в то время как делеция hapR вообще не влияет на вирулентность и колонизацию. [11] Кроме того, токсигенные штаммы V. cholerae имеют мутации hapR , которые могут служить для улучшения их колонизации людьми за счет увеличения уровней TCP и CT.

Было показано, что зондирование кворума и образование биопленок у V. cholerae имеют взаимную взаимосвязь, в отличие от большинства других видов, образующих биопленку. [5] Текущая рабочая модель колонизации состоит в том, что биопленка необходима для защиты V. cholerae , когда она проходит через кислую среду желудка, поскольку было показано, что она повышает устойчивость к кислотному шоку. [5] Однако, как только бактерия попадает в тонкий кишечник, в котором она больше не нуждается в защите биопленки, высокая плотность клеток вызывает высокий уровень аутоиндукторов, воспринимающих кворум. Высокие уровни аутоиндуктора CAI-1 репрессируют LuxO и активируют HapR, который затем репрессирует транскрипцию оперона vps , таким образом предотвращая дальнейшее образование биопленок и улучшая способность бактерий к колонизации; Было показано, что мутанты hapR имеют более толстые биопленки с 10-кратной меньшей колонизацией у мышей-сосунков. [5] Клетки рассеиваются из биопленки и в результате имеют более низкие уровни аутоиндукторов. Низкие уровни позволяют активацию LuxO, репрессию HapR и, таким образом, экспрессию tcpP и оперона ctx . [5] [11] Производство TCP и CT делает возможной инфекцию. Как только в ходе инфекции накапливается достаточно V. cholerae , высокие уровни аутоиндукторов будут подавлять выработку TCP и CT, таким образом активируя выработку протеазы, что приводит к отделению бактерий от слизистой оболочки кишечника и их выходу из организма хозяина. [5]

Пилус, координирующий токсины

Рисунок 3. Вторичная структура пилиновой субъединицы TcpA V. cholerae . Зеленый цвет указывает на αβ-петлю, красный указывает на D-область, а синий указывает на дисульфидную связь. «N» и «C» обозначают конец N и C. α-спирали — цилиндры, β-листы — широкие стрелки, а петли — узкие стрелки. Создано Тиной Солвик, автором этой вики, и адаптировано из изображений доктора Лизы Крейг из Исследовательского института Скриппса. [12] [13] ] B Третичная структура TcpA, окрашенная как в A .Идентификатор PDB: 3HRV.

Бактериальные пили обычно участвуют в подвижности поверхности, формировании микроколоний, формировании биопленок, адгезии клеток-хозяев, передаче клеточных сигналов, захвате ДНК и прикреплении фагов. Обычно они очень прочные, выдерживают силы 100 пН и более. Пилин, коорегулирующий токсины (TCP), представляет собой пилин для V. cholerae , который считается очень важным из-за его вирулентности. [12]

Структура

TCP классифицируется как пилин типа IVb (то есть он присутствует в бактериях, которые колонизируют кишечник человека), который обычно имеет длину 1-4 мкм, толщину 50-80 Å и гибкий.TCP состоит из множества копий своей субъединицы, TcpA, полипептида из 199 аминокислот, крупнейшей субъединицы пилина IV типа. [13]

Рисунок 4. Временная и пространственная экспрессия tcpA-gfp . С использованием транскрипционного слияния tcpA-gfp ( gfp находится под транскрипционным контролем промотора tcpA ) с периодом полужизни 40 минут, было визуализировано, где система сообщила об активации промотора в лигированной подвздошной петле кролика. .Для измерения экспрессии tcpA-gfp через двенадцать часов после инокуляции петель подвздошной кишки кролика использовали лазерную конфокальную микроскопию. Различия во флуоресценции указывают на различия в экспрессии. B, C, D показывают 4 часа после инокуляции, E, F, G показывают 8 часов после инокуляции, а H, I, J показывают 12 часов после инокуляции. Та же самая пространственная область (эпителиальная поверхность) была проанализирована в 3 временных точках: B, E, H показывают tcpA-gfp -экспрессирующие клетки и клетки дикого типа, C, F, I показывают tcpA -gfp -экспрессирующие клетки и D, G, J показывают клетки дикого типа.Синий указывает на актин, красный указывает на антитело V. cholerae , а зеленый указывает на tcpA-gfp . Данные доктора Алекса Нильсена из медицинского факультета Стэнфордского университета. [18]


TcpA состоит, главным образом, из домена глобулярной головки и D-области (, рис. 3, ). Домен глобулярной головы состоит из N-концевой α-спирали, второй более короткой α-спирали и антипараллельного β-листа; вместе они образуют плотное гидрофобное ядро. Головка имеет две стороны: одна — это петля, соединяющая N-концевую α-спираль с β-листом, называемая αβ-петлей, а другая — это D-область.D-область состоит из 2-х α-спиралей и 2-х антипараллельных бета-листов. Он отвечает за взаимодействие с другими субъединицами TcpA с образованием большого TCP и стабилизацией всей структуры с помощью дисульфидных связей. [13]

Сборка структуры TCP организована в виде 3 идентичных белковых нитей, которые закручиваются друг вокруг друга, образуя спиральную скрученную нить. Нить имеет осевое разделение между нитями 45 Å, и каждый виток нити содержит 6 субъединиц TcpA на нить.Между TcpA вдоль оси волокна существует полярная граница раздела, которая связывает 3 нити вместе. Существует также гидрофобная граница раздела между субъединицами в радиальном направлении. [13]

Роль в вирулентности

TCP, хотя и не участвует в возникновении симптомов холеры, абсолютно необходим для колонизации и последующего заражения V. cholerae . tcpA требуется для колонизации как мышей CD-1, так и человека. Хотя мутантные клетки с делецией tcpA могут расти in vitro без TCP, они неспособны колонизировать мышей, как показывает анализ кишечных гомогенатов. [14] У человека мутантные клетки tcpA не вызывают клинического ответа и не обнаруживаются в образцах стула (в отличие от клеток дикого типа). [15] Хотя это еще не доказано, предполагается, что это связано с ролью TCP в адгезии к поверхности слизистой оболочки, которую TCP может опосредовать с помощью бактериальных адгезий, которые будут связывать рецепторы на поверхности эпителиальных клеток и создавать микроколонии на кишечном эпителии. Исследования показали, что TcpA увеличивает поверхностную гидрофобность клеток, что может вызывать аутоагглютинацию в жидкой культуре и микроколонии в кишечнике. [16] Эта концентрация клеток на поверхности слизистой оболочки — это то, что делает возможным следующий этап вирулентности — доставку CT (когда она достигает 10 7-8 клеток на грамм поверхности слизистой оболочки). [17] Без tcpA уровни CT в кишечнике мыши снижены вдвое. [14] Предполагается, что это снижение вызвано in vivo эффектами мутации, а не последующими транскрипционными изменениями, поскольку мутанты tcpA не влияют на уровни CT in vitro также.Предполагается, что TCP, увеличивая образование микроколоний на кишечном эпителии, позволяет кишечным сигналам достигать клетки и активировать экспрессию гена вирулентности (например, ctx ). [18]

tcpA также обладает временной и пространственной регуляцией на моделях мышей и кроликов. Он экспрессируется в тонком кишечнике с двумя различными временными и пространственными паттернами. Он впервые проявляется, когда V. cholerae находится в просвете верхних отделов желудочно-кишечного тракта, но на очень низких уровнях; Предполагается, что это вызывает некоторую сборку TCP.Затем он выражается в большем количестве в тонком кишечнике. [18] Внутри тонкой кишки наблюдается возрастающий градиент экспрессии tcpA от слизистого геля к поверхности эпителиальной ткани ( Фиг.4 ). [19]

Токсин холеры

Рис. 5. Четвертичная структура КТ, определенная с помощью рентгеновской кристаллографии. ( A ) Полный CT-белок. ( B ) Только субъединицы B. Идентификатор PDB: 1S5E. Рисунок 6. Чтобы определить, достаточно ли 1 сайта связывания GM1 в CT для того, чтобы вызвать токсический эффект дикого типа, с течением времени измеряли цАМФ-зависимую секрецию Cl (I SC ). CT дикого типа (с 5 сайтами связывания) и мутантный 1 сайт связывания CT были протестированы в нормальных условиях и в условиях брефельдина A (BFA), которые будут ингибировать транспорт комплекса рецептор-токсин из ER. Как и предполагалось, все варианты CT, обработанные BFA, не имели секреции Cl . Однако секреция СТ сайта связывания мутанта 1 была устранена путем добавления вазоактивного кишечного полипептида агониста цАМФ через 90 минут.Это указывает на то, что эти клетки с мутантным CT все еще были способны вызывать токсические эффекты дикого типа, и, таким образом, он может перемещаться по всей клетке-хозяину, как нормальный CT дикого типа. Следовательно, для токсического действия необходим только один сайт связывания GM1. Данные доктора Майкла Джоблинга из Медицинской школы Университета Колорадо. [21]

Хотя гипотеза о существовании V. cholerae была выдвинута еще в 1884 году, холерный токсин (CT) был обнаружен только в 1959 году, когда он был обнаружен в фильтратах кроличьих культур. [3] В следующие 15 лет он был очищен и секвенирован, и было обнаружено, что он состоит всего из шести субъединиц: пяти связывающих субъединиц (кодируемых ctxB ) и одной активной субъединицы ( ctxA ) ( Рисунок 5). ). [20] Каждая субъединица B состоит из 103 аминокислот, а субъединица A — из 240 аминокислот. [21] В целом CT составляет 84000 кДа. [20]

Связывание CT ганглиозида GM1 было первоначально предположено, когда оказалось, что существует взаимосвязь между концентрацией ганглиозидов, количеством сайтов связывания для CT и результирующей чувствительностью кишечника к CT. [22] Эта гипотеза подтвердилась, когда было показано, что изолированный CT фиксируется и осаждается ганглиозидом, а не каким-либо из аналогичных ему гликолипидов. [23] Как только субъединицы B связывают 5 молекул GM1 (расположенных в плазматической мембране клеток слизистой оболочки), комплекс рецептор-токсин подвергается эндоцитозу и транспортируется в эндоплазматический ретикулум. Не все 5 субъединиц должны связываться с ганглиозидами GM1 для формирования комплекса и возникновения эндоцитоза: несмотря на снижение токсичности с уменьшением связывания, только один GM1 должен быть связан для CT, чтобы войти в клетку-хозяина ( Рисунок 6 ).Попав в ЭР, дисульфидная связь в субъединице А затем восстанавливается, в результате чего субъединица А отделяется от комплекса и попадает в цитоплазму, где она связывает фактор рибозилирования АДФ. [21] Этот процесс вызывает активацию аденилатциклазы, которая производит циклический аденозинмонофосфат (цАМФ) из АТФ. [24]

Увеличение цАМФ изменяет трансмуральный поток ионов, вызывая секрецию Cl кишечной железой в слизистой оболочке тонкой кишки, а также ингибирование поглощения нейтрального NaCl ворсинками кишечника. [25] Из-за этого выброса Cl и неспособности кишечника реабсорбировать его объем кишечника достигает ненормального уровня, что приводит к водянистой диарее, характерной для холеры. Чрезмерная диарея заставляет инфицированного человека терять жидкость, богатую электролитами, и, таким образом, обезвоживаться. [25] [26]

Будущие направления в разработке вакцин

Холера была бременем для здоровья человека на протяжении веков, а за последние 200 лет распространилась по всему миру. [27] В течение последних 15 лет Всемирная организация здравоохранения призывала к разработке оральных вакцин против холеры. [28] Варианты включают вакцины с убитыми целыми клетками, которые вызывают иммунный ответ, но не вызывают заболевания, и живые ослабленные вакцины, которые представляют собой ослабленные бактерии, которые не могут вызывать полноценное заболевание, но могут вызывать иммунный ответ. В то время как ранее исследователи сосредоточились на создании вакцин с использованием инактивированной CT, теперь с помощью исследований на животных и людей стало понятно, что иммунитет против CT, развившийся в результате лечения вакциной, не так эффективен для защиты пациента от холеры.Наконец, можно использовать везикулы внешней мембраны, высвобождаемые V. cholerae , или синтетические липосомы для доставки антигенов холеры. [29] В следующие несколько десятилетий должны появиться дальнейшие разработки и клинические испытания этих различных вакцин.

Список литературы

[1] Reidl, J. and K.E. Klose, Холерный вибрион и холера: из воды в организм хозяина. Fems Microbiology Reviews, 2002. 26 : p. 125-139.
[2] Али, М., et al., Глобальное бремя холеры. Бюллетень Всемирной организации здравоохранения, 2012 г. 90 : с. 209-218.
[3] Sack, D.A., et al., Cholera. Lancet, 2004. 363 : с. 223-233.
[4] Yu, R.R., and V.J. DiRita, Анализ ауторегуляторной петли, контролирующей ToxT, холерный токсин и выработку ворсинок, регулируемых токсинами, у Vibrio cholerae. Journal of Bacteriology, 1999. 181 : p. 2584-2592.
[5] Zhu, J. and J.J. Mekalanos, Биопленки, зависимые от кворума, усиливают колонизацию холерного вибриона. Developmental Cell, 2003. 5 : p. 647-656.
[6] Фонг, J.C.N., et al., Роль генов полисахаридов вибрионов (vps) в продукции VPS, формировании биопленок и патогенезе холерных вибрионов. Microbiology, 2010. 156 : с. 2757-2769.
[7] Zhang, L., et al., Плейотропные эффекты системы транслокации двойного аргинина на образование, колонизацию и вирулентность биопленок в Vibrio cholerae. Биомед Центральная микробиология, 2009. 9 : стр. 1-13.
[8] Camilli, A. and B.L. Bassler, Бактериальные низкомолекулярные сигнальные пути. Science, 2006. 311 : с. 1113-1116.
[9] Miller, M.B., et al., Системы распознавания параллельных кворумов сходятся, чтобы регулировать вирулентность холерного вибриона. Cell, 2002. 110 : стр. 303-314.
[10] Хиггинс Д.А. и др., Главный аутоиндуктор холерного вибриона и его роль в производстве фактора вирулентности. Nature, 2007. 450 : с. 883-886.
[11] Zhu, J., et al., Регуляторы, воспринимающие кворум, контролируют экспрессию гена вирулентности в Vibrio cholerae. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 2002. 99 : p. 3129-3134.
[12] Craig, L., et al., Структура ворса IV типа и патогенность бактерий. Nature Reviews Microbiology, 2004. 2 : p. 363-378.
[13] Craig, L., et al., Структура и сборка пилина IV типа: рентгеновский и ЭМ-анализ пилина, корегулируемого токсином Vibrio cholerae, и пилина Pseudomonas aeruginosa PAK. Molecular Cell, 2003. 11 : стр. 1139-1150.
[14] Thelin, K.H. и Р.К. Taylor, Пилус, корегулируемый токсином, но не чувствительный к маннозе гемагглютинин, необходим для колонизации Vibrio cholerae биотипа O1 El Tor и штамма O139. Инфекция и иммунитет, 1996. 64 : с. 2853-2856.
[15] Херрингтон, Д.A., et al., Токсин, пили, регулируемые токсином, и регулон toxR важны для патогенеза холерного вибриона у людей. Journal of Experimental Medicine, 1988. 168 : p. 1487–1492.
[16] Taylor, R.K., et al., Использование слияния генов phoA для идентификации фактора колонизации пилуса, координируемого с помощью холерного токсина. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 1987. 84 : p. 2833-2837.
[17] Спринц, Х., et al., Биопсия тонкой кишки тайцев с особым упором на выздоровление от азиатской холеры и синдрома кишечной мальабсорбции. Американский журнал клинической патологии, 1962. 38 : p. 43-51.
[18] Lee, S.H., et al., Регуляция и временные паттерны экспрессии генов вирулентности Vibrio cholerae во время инфекции. Cell, 1999. 99 : p. 625-634.
[19] Nielsen, A.T., et al., Бистабильный переключатель и контроль анатомического сайта экспрессии гена вирулентности Vibrio cholerae в кишечнике. Публичная научная библиотека патогенов, 2010. 9 : e1001102.
[20] Lonnroth, I. and J. Holmgren, Субъединичная структура холерного токсина. Журнал общей микробиологии, 1973. 76 : с. 417-427.
[21] Jobling, M.G., et al., Для связывания холерного токсина с клетками и завершения пути интоксикации достаточно одного сайта связывания нативного ганглиозида GM1. mBio, 2012. 3 : e00401-12.
[22] Холмгрен, Дж., et al., Взаимодействие холерного токсина и мембранного ганглиозида GM1 тонкой кишки. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 1975. 72 : p. 2520-2524.
[23] Holmgren, J., et al., Тканевый рецептор экзотоксина холеры: предполагаемая структура из исследований с ганглиозидом GM1 и родственными гликолипидами. Инфекция и иммунитет, 1973. 8 : p. 208-214.
[24] Van Heyningen, W.E., et al., Дезактивация холерного токсина ганглиозидом .Журнал инфекционных болезней, 1971. 124 : с. 415-418.
[25] Field, M., et al., Влияние энтеротоксина холеры на перенос ионов через изолированную слизистую оболочку подвздошной кишки. Journal of Clinical Investigation, 1972. 51 : p. 796-804.
[26] Speelman, P., et al., Дисфункция толстой кишки во время инфекции холеры. Гастроэнтерология, 1986. 50 : с. 1164-1170.
[27] Sack, D.A., et al., Серьезно относиться к холере. Медицинский журнал Новой Англии, 2006. 355 : p. 649-651.
[28] Холерные вакцины. Еженедельный эпидемиологический отчет, 2001. 76 : 117-124.
[29] Vibrio cholerae: уроки по созданию вакцины для слизистых оболочек. Expert Review Vaccines, 2011. 10 : p. 79-94.


Отредактировала Тина Солвик, студентка Сюзанны Керн по специальности BIOL168L (микробиология) в научном отделении Кека колледжей Клермонта, весна 2015 г.

Передача холеры: динамика хозяина, возбудителя и бактериофага

Диарейные заболевания, включая холеру, являются ведущей причиной заболеваемости и второй по частоте причиной смерти среди детей в возрасте до 5 лет во всем мире 1,2 . Трудно определить точную заболеваемость и смертность от холеры, поскольку системы эпиднадзора во многих развивающихся странах находятся в зачаточном состоянии, а многие страны не решаются сообщать о случаях холеры в ВОЗ из-за потенциального негативного экономического воздействия этой болезни на торговлю и туризм.Сегодня реальное бремя холеры оценивается в несколько миллионов случаев в год, преимущественно в Азии и Африке 3 . При оптимальной доставке пероральная регидратационная терапия может снизить уровень летальности с> 20%, наблюдавшихся ранее 4,5,6 до <1% 7 . Еще предстоит проделать большую работу, поскольку в 2007 году 27 стран сообщили о показателях летальности, превышающих пороговое значение в 1% (см. П. 8).

Возбудитель холеры, грамотрицательная бактерия. Холерный вибрион , является факультативным патогеном, который в своем жизненном цикле имеет как человеческую, так и экологическую стадию 9,10 . V. cholerae дифференцируется серологически на основе О-антигена его липополисахарида (ЛПС) (рис. 1). Штаммы, продуцирующие токсин холеры (токсигенные) серогрупп O1 и O139, вызывают подавляющее большинство заболеваний. Серогруппа O1 подразделяется на два фенотипически различных биотипа, Эль-Тор и классический, второй из которых связан с более ранними пандемиями. Оба биотипа можно подразделить на два серотипа, Инаба и Огава 7 . За последние 20 лет Эль Тор заменил классический биотип 11 ; однако наследие классического биотипа сохраняется, поскольку появились штаммы Эль-Тор, содержащие токсин классической холеры 12,13,14 .Серогруппа O139 впервые появилась в 1992 г. в результате мультигенной замены в O-антиген-кодирующей области штамма-предшественника O1 El Tor 15 . Хотя серогруппа O139 вызвала разрушительные вспышки в 1990-х годах, штамм Эль Тор остается доминирующим штаммом во всем мире 11,16,17 .

Рисунок 1: Филогенетические отношения штаммов Vibrio cholerae .

На основании антигенности компонента О-антигена липополисахарида внешней мембраны в водной среде существует более 200 серогрупп (O1 – O200) Vibrio cholerae .Только подмножество штаммов серогрупп O1 и O139 являются токсигенными (Tox + ) и, следовательно, способны вызывать холеру при приеме внутрь; такие штаммы отбираются у хозяина. Другие штаммы нетоксигены (Tox ) и отбираются против них. Различные типы О-антигена обозначены цветом внешней мембраны и покрытого оболочкой жгутика (периплазматическое пространство и внутренняя мембрана не показаны). Капсулы присутствуют в подмножестве штаммов. Генотипы разных штаммов обозначены цветом цитоплазмы; Обратите внимание, что Tox + O1 и O139 имеют по существу один и тот же генотип, за исключением генов O-антигена.

Патофизиология холеры описана в обширной литературе. Короче говоря, патогенные штаммы несут в себе ключевые факторы вирулентности, которые включают холерный токсин 18 и ко-регулируемый токсин (TCP) 19,20 , самосвязывающийся пилус, который связывает бактериальные клетки вместе 21 , возможно, чтобы противостоять силам сдвига. в тонком кишечнике хозяина. Токсин холеры представляет собой секретируемый токсин субъединицы AB 5 . Пентамер субъединицы B связывает моносиалотетрагексозилганглиозиды на абсорбирующих эпителиальных клетках, вызывая эндоцитоз ферментативной субъединицы A, после чего он рибозилирует АДФ субъединицу G-белка, который контролирует активность аденилилциклазы.Хотя вирулентность многофакторна, токсин холеры является ключевым фактором, ответственным за обильную секреторную диарею, которая возникает у инфицированных людей. Трансмиссивные элементы, такие как лизогенный бактериофаг, несущий гены токсина холеры 22 и элемент SXT, несущий гены устойчивости к антибиотикам 23 , будут продолжать определять эволюцию V. cholerae .

Биологические факторы и факторы окружающей среды, которые способствуют динамике вспышек холеры, продолжают оставаться предметом интенсивных исследований.Было опубликовано несколько обзорных статей, посвященных важности экологических факторов в распространении вспышек холеры. 24,25,26 . В этом обзоре мы сосредоточимся скорее на трех биологических факторах, которые, как считается, играют важную роль в возникновении и формировании вспышек холеры: восприимчивость хозяина, вирулентность V. cholerae и литические бактериофаги. Ниже мы обсудим эту троицу факторов, связанных с динамическим характером вспышек холеры.

Человеческий хозяин

Клинический спектр В.cholerae инфекция . Инфекция V. cholerae вызывает клинический спектр, который варьируется от бессимптомной колонизации до холеры гравис, наиболее тяжелой формы болезни (Таблица 1). После проглатывания зараженной пищи или воды хозяином, V. cholerae колонизирует тонкий кишечник в течение 12–72 часов до появления симптомов. Холера часто начинается с желудочных спазмов и рвоты, за которыми следует диарея, которая может прогрессировать до потери жидкости до 1 литра в час 27 .Эти потери приводят к серьезному истощению объема жидкости и метаболическому ацидозу, что может привести к сосудистому коллапсу и смерти 7 . Стул с рисовой водой обычно содержит от 10 10 до 10 12 вибрионов на литр. Пациенты с симптомами могут выделять вибрионы до начала болезни 28,29 и будут продолжать выделять организмы в течение 1-2 недель 30,31 . Бессимптомные пациенты обычно выделяют вибрионы со стулом только в течение 1 дня, примерно 10 3 вибрионов на грамм стула 32 .Следовательно, распределение пациентов с симптомами влияет на количество V. cholerae , которые выделяются для последующей передачи.

Таблица 1 Клинический спектр инфекции Vibrio cholerae

Число симптоматических случаев зависит от возраста и эндемичности заболевания. В эндемичных условиях, таких как дельта реки Ганг, дети с большей вероятностью будут госпитализированы с тяжелым заболеванием 33 . За последние 20 лет преобладание тяжелых случаев переместилось на детей младшего возраста, с пиком тяжелых случаев в возрасте 2 лет 34 .Напротив, при эпидемических моделях передачи, например, когда V. cholerae вводят иммунологически наивной популяции, все возрастные группы кажутся одинаково восприимчивыми к симптоматической инфекции 16,35,36,37 .

Бессимптомные случаи также могут способствовать распространению микроорганизма, хотя и на гораздо более низком уровне, чем пациенты с симптомами, и могут отражать важный компонент приобретенного иммунитета, который наблюдается в некоторых сообществах. Однако бессимптомные случаи часто трудно задокументировать.Четырехкратное повышение титра сывороточных вибриоцидных антител является полезной мерой для выявления бессимптомных людей, которые могут быть инфицированы, но от которых невозможно изолировать организм. Используя положительный результат посева из ректального мазка или ответ на вибриоцидные антитела для определения инфекции, недавно было обнаружено, что у бангладешских детей в возрасте до 5 лет вероятность появления симптомов в 2–3 раза выше, чем у детей старше 5 лет 35 . Частота симптомов во всех возрастных группах в этом исследовании составила 57% 35 .Это соответствует показателям симптоматических инфекций, которые были обнаружены в связи с классическими штаммами в более ранней литературе 32,38,39,40 , но намного выше показателей, зарегистрированных для инфекций Эль-Тор в 1970-е годы 40 . Таким образом, бессимптомные случаи могут составлять примерно половину всех случаев. Будущие исследования иммунологии бессимптомных пациентов помогут оценить их вклад в защитный иммунитет на популяционном уровне.

Восприимчивость к холере .Генетические факторы и факторы питания хозяина влияют на восприимчивость к холере. Антигены группы гистокрови ABH представляют собой набор клеточных и секретируемых гликолипидов и гликопротеинов, которые являются ключевыми детерминантами восприимчивости хозяина к ряду желудочно-кишечных патогенов; они, по-видимому, влияют на специфичность рецептора клетки-хозяина в отношении связывания патогенов и токсинов. Фенотип O соответствует немодифицированному антигену H и связан со сниженным риском заражения V. cholerae . Однако, как только хозяин инфицирован, фенотип O связан с повышенным риском серьезных симптомов; механизм этого остается неизвестным.Распространенность фенотипа О варьируется среди человеческих популяций; его низкая распространенность в дельте реки Ганг предполагает, что существует отбор против этого фенотипа в эндемичной по холере зоне 35,41,42 . В популяциях с высокой распространенностью группы крови O, например в странах Латинской Америки, болезнь протекает тяжелее, и потребности в регидратации и госпитализации инфицированных людей существенно выше 43,44 .

Хотя антиген группы крови H является единственным давно признанным генетическим фактором, связанным с восприимчивостью к холере, другие генетические полиморфизмы, вероятно, были выбраны за или против, учитывая исторически высокие уровни смертности от холеры.Например, недавнее исследование связывало тяжелую холеру с вариантом LPLUNC1 (белок 1, связанный с карциномой длинного неба, легких и носового эпителия) 45 , консервативного белка врожденного иммунитета. Экспрессия LPLUNC1 активируется в эпителии тонкой кишки во время острой холеры и может влиять на течение инфекции V. cholerae 46 .

Недоедание, измеряемое по задержке линейного роста, не является фактором риска заражения V. cholerae 35 .Однако дефицит ретинола (витамина А), питательного микроэлемента, который способствует иммунитету слизистых оболочек, является фактором риска, связанным как с инфекцией V. cholerae , так и с развитием симптоматического заболевания 35 . Цинк, еще один питательный микроэлемент, который способствует иммунитету слизистых оболочек, может истощаться во время диарейных заболеваний 47 . Оральный цинк устраняет этот дефицит у детей, что приводит к значительному сокращению объема стула и времени до прекращения диареи 44 .

Защитная невосприимчивость . Несколько исследований демонстрируют, что клинически очевидная инфекция V. cholerae индуцирует защитный иммунитет против последующей инфекции (вставка 1). Заражение североамериканских добровольцев классическим биотипом и биотипом Эль-Тор обеспечивало 100% и 90% защиту соответственно от последующего заражения 31,48 . Аналогичным образом, в эндемических условиях было обнаружено, что более 90% пациентов с тяжелым заболеванием, вызванным инфекцией классическим биотипом, были защищены от инфекции в будущем, на основании наблюдаемой и ожидаемой частоты госпитализаций в связи со вторым эпизодом холеры в это население 33 ; аналогичные результаты были получены в отдельном исследовании 49 .Механизм этого защитного иммунитета против инфекции и болезни V. cholerae неизвестен.

Выявлено несколько коррелятов иммунитета. Лучше всего охарактеризованным серологическим маркером иммунитета является титр сывороточных вибриоцидных антител. Это антитело является комплемент-зависимым бактерицидным антителом, титр которого заметно увеличивается после заболевания, но снижается до исходного уровня через 6–9 месяцев 7 . В Бангладеш вибриоцидные антитела выявляются у большинства людей в возрасте 10–15 лет и связаны со снижением риска инфицирования.Поскольку V. cholerae является неинвазивным патогеном, эти сывороточные антитела могут не вносить непосредственный вклад в защиту на уровне слизистой оболочки кишечника, но они могут быть полезны для оценки степени защитного иммунитета на уровне популяции. Антитела иммуноглобулина A, специфичные к TCP, LPS или субъединице B холерного токсина, коррелируют с защитой от последующей инфекции и заболевания 35 .

Полевые испытания вакцины обеспечивают контролируемую оценку устойчивости адаптивных иммунных ответов к V.Холера . В крупнейшем контролируемом испытании 62 285 участников в Бангладеш были рандомизированы для получения 3 пероральных доз (с интервалом 6 недель) комбинации убитых целых клеток (Эль Тор и классические) плюс субъединица В холерного токсина (вакцина B – WC), цельноклеточный компонент без B-субъединицы (вакцина WC) или убитый Escherichia coli K12 в качестве контроля. Через 3 года наблюдения две вакцины (B – WC и WC) имели 50% и 52% защитную эффективность, соответственно 50 . Для детей младше 5 лет эффективность составила 23–26%.Через 6 месяцев наблюдения вакцина B – WC дала 85% защиту. 51 . Ведутся споры о том, демонстрируют ли эти данные эффективность, достаточную для широкомасштабного распространения. В настоящее время предпринимаются усилия по созданию новых вакцин для обеспечения более высоких и устойчивых ответов у реципиентов, а также для снижения производственных затрат, чтобы преодолеть как иммунологические, так и производственные препятствия, которые ограничивают возможность применения нынешних вакцин против холеры 52,53,54,55 .

Роль, которую коллективный иммунитет играет в замедлении передачи холеры, недавно стала оценена.При испытаниях эффективности вакцины отдельные пациенты рандомизируются, чтобы гарантировать, что защитная эффективность отражает только прямой эффект вакцины 56 . Это означает, что лицензирование вакцин не учитывает их преимущества на уровне населения. Обсуждаемое выше испытание вакцины B – WC имело уровень охвата от 4% до 65% в разных регионах 50,57 . Когда уровни заболеваемости холерой сравнивались с показателями охвата вакцинацией в конкретных регионах, было обнаружено, что заболеваемость среди реципиентов плацебо обратно коррелировала с уровнем охвата прививками 57 : там, где охват был высоким, даже среди тех, кто этого не сделал. Получившие вакцину, вероятность заразиться холерой по-прежнему на четверть ниже, чем у невакцинированных лиц в районах с низким уровнем охвата.Когда коллективный иммунитет включен в имитационные модели эффективности вакцины, охват вакцинацией B – WC 50% в эндемичных районах приводит к снижению общего числа случаев на 93% 58 . Взятые вместе, эти исследования доказывают, что вакцина B-WC может обеспечить достаточную защиту для широкомасштабной вакцинации в эндемичных регионах и что коллективный иммунитет, вероятно, будет играть важную роль в ограничении передачи холеры.

Передача с точки зрения хоста .Несколько групп создали математические модели, используя точки зрения как хозяина, так и патогена, чтобы помочь объяснить и предсказать природу вспышек холеры. Цель большинства этих моделей — точно отразить резкий рост и снижение заболеваемости холерой, которое наблюдается два раза в год в регионах вокруг Бенгальского залива. Модель была построена для включения показателей передачи, фактора сезонных колебаний и расчета количества восприимчивых людей на основе различного защитного иммунитета от прошлой инфекции 59,60,61 .Эти идеи были основаны на проверке гипотез о том, что высокое соотношение бессимптомных и симптоматических случаев связано с разрешением вспышки и что короткий интервал защитного иммунитета (2–12 недель) после заражения допускает последующие вспышки, которые наблюдаются в Бангладеш 62 . Результаты показывают, что сочетание многих бессимптомных случаев и недолговечного иммунитета, а не «молчаливых» случаев, дает модель, которая лучше всего отражает эпидемиологические данные из Западной Бенгалии. Модель имеет ограничения: она предполагает соотношение бессимптомных и симптоматических случаев, которое намного выше, чем те, которые наблюдались в последние годы, и она была протестирована с использованием показателей смертности, которые связаны с клинически определенной холерой из Западной Бенгалии между 1891 и 1940 годами — эпохой до открытия. ротавируса и энтеротоксигенного E.coli , которые являются смешивающими факторами. Несмотря на свои недостатки, эти модели улучшают наше понимание сложной динамики вспышек и показывают, насколько мощной может быть реакция хозяина в ограничении передачи. Новые модели передачи холеры должны по-прежнему включать факторы сезонных колебаний, соотношение бессимптомных и симптоматических случаев и темпы снижения защитного иммунитета.

Возбудитель

Инфекционные дозы в моделях на животных .Заражение человека-хозяина — многоступенчатый процесс: V. cholerae необходимо принимать в дозе, достаточной для преодоления врожденной иммунной защиты, затем экспрессировать факторы вирулентности для колонизации тонкой кишки и, наконец, координировать выход из организма хозяина для облегчения трансмиссия 63 (рис.2). Модели холеры на животных в значительной степени являются показателями успешности первых двух стадий 64 . Используя модель инфекции у новорожденных мышей, было показано, что V. cholerae , выделяющееся с рисовым водяным стулом человека, находятся в гиперинфекционном состоянии, демонстрируя ID 50 10–100 клеток по сравнению с примерно 500 клетками для V. .cholerae выращено in vitro 65,66,67 . Гиперинфекция также была задокументирована в Citrobacter rodentium 68 , а гиперинфекционный V. cholerae может быть воспроизведен при прохождении через мышиную модель инфекции 68,69 . Определение и фенотип гиперинфективности противоречивы из-за сложностей при выборе наиболее подходящих условий культивирования для роста контрольного штамма.

Рисунок 2: Жизненный цикл патогенного Vibrio cholerae .

Токсигенные штаммы Vibrio cholerae сохраняются в водной среде наряду с нетоксигенными штаммами, чему способствует образование биопленок на биологических поверхностях и использование хитина в качестве источника углерода и азота. При попадании этих адаптированных к водной среде бактерий в загрязненную пищу или воду токсикогенные штаммы колонизируют тонкий кишечник, размножаются, выделяют токсин холеры и возвращаются в окружающую среду хозяином при секреторной диарее. Патогены, выделяемые калом, находятся в преходящем гиперинфекционном состоянии, которое усиливает вспышку за счет передачи последующим хозяевам.

Молекулярные механизмы, которые способствуют гиперинфективности у V. cholerae , многофакторны. Исследования на микроматрицах показали, что глобальный профиль транскрипции гиперинфекционных вирусов V. cholerae из рисового водяного стула отличается от такового для V. cholerae , выращенных in vitro или верхних отделов тонкой кишки V. cholerae , выведенных в рвотных массах 65, 70,71 (рис.3). Большинство известных генов вирулентности, включая гены холерного токсина и TCP, подавляются в стуле из рисовой воды, но механизм этого подавления остается неизвестным.Еще одна уникальная особенность — подавление генов хемотаксиса, что удивительно, учитывая, что планктонные вибрионы, выделяемые пациентами, являются жгутиками и очень подвижны. Было показано, что это подавление хемотаксиса является одним из компонентов гиперинфективности, потому что подвижные, но не хемотаксирующие мутанты V. cholerae являются гиперинфекционными 66,72,73 .

Рисунок 3: Vibrio cholerae паттерны экспрессии гена на разных этапах жизненного цикла.

При проглатывании (нижняя правая панель) Vibrio cholerae использует подвижность и муциназы для проникновения через слизистый гель и N -ацетилглюкозамин-связывающий белок А (GbpA) и другие факторы для колонизации эпителия тонкой кишки.Существенные изменения в экспрессии генов сопровождают этот переход от пруда к острой инфекции, включая, помимо прочего, индукцию vieA , которая кодирует фосфодиэстеразу, гидролизующую вторичный мессенджер циклический ди-GMP, и гены, регулируемые ToxR, включая гены холеры. токсин и самоагрегирующиеся пилусы, регулируемые токсином (TCP). Кроме того, репрессируются несколько генов, например, гены хитин-связывающего маннозу-чувствительного гемагглютинина пилуса (MSHA) и стрессового сигма-фактора RpoS.На поздней стадии инфекции (нижняя левая панель) V. cholerae снова изменяет экспрессию своего гена, чтобы отделиться от эпителия — «реакция бегства» — и подготовиться к передаче другому хозяину (например, распространение в домашних условиях). ) или попадание в водную среду. Изменения на поздней стадии включают индукцию генов синтеза c-di-GMP (дигуанилилциклазы), систем поглощения питательных веществ (таких как регулон регуляции поглощения железа (Fur)) и подвижности (Fla), а также репрессию таких генов, как для хемотаксиса (Che) и регулона ToxR.Возникающее в результате «подвижное, но не хемотаксическое» состояние способствует гиперинфективности. Если бактерии, содержащиеся в стуле, не попадают в организм другого хозяина в течение короткого периода времени, то их ждет одна из двух судьб (верхняя панель): установление в водной среде путем нахождения подходящих источников питательных веществ, таких как хитин, или распад в « активную, но некультивируемое состояние. После воздействия хитина V. cholerae индуцирует несколько генов, участвующих в присоединении и катаболизме хитина (регулон ChiS), а также гены, участвующие в генетической компетентности (регулон TfoX).Образование биопленок на поверхности опосредуется индукцией регулона Vps, который кодирует внеклеточный полисахарид. Во время перехода в активное, но не культивируемое состояние, происходят большие изменения в экспрессии генов, поскольку V. cholerae пытается адаптироваться к условиям с низким содержанием питательных веществ. К ним относятся индукция генов фосфатного и азотного голодания ( phoB и glnB-1 , соответственно) и репрессия генов машин трансляции.

Расшифровка V.cholerae , который передается от животных, также уникален и был отмечен двумя недавними исследованиями. Во-первых, существует скоординированная «реакция бегства», которая позволяет организму отделяться от ворсинок кишечника, готовясь к выходу из организма хозяина; это регулируется стрессом и стационарной фазой сигма-фактора РНК-полимеразы RpoS 74 . Во-вторых, на более поздних стадиях заражения животных V. cholerae активирует экспрессию генов, которые не требуются для инфекции, но важны для выживания при переходе в водную среду 75 .Эта предварительная индукция генов выживания в окружающей среде на поздних этапах инфекции может подготовить организм к жесткому селективному давлению в воде пруда, тем самым облегчая передачу 24,65 . В большинстве описанных выше исследований бактериальные клетки, составлявшие инфекционную дозу, были планктонными клетками, а не агрегатами. Было проведено одно исследование с участием добровольцев, в котором V. cholerae в морщинистой форме (то есть агрегатной и продуцирующей экзополисахариды) вводили добровольцам; инфекционная доза была аналогична дозе, наблюдаемой для планктонных форм, а морщинистые формы выделялись добровольцами 76 .Кроме того, люди выделяют V. cholerae в виде сложных биопленкообразных агрегатов 67,77,78 . ID 50 для V. cholerae выделяется в совокупности, и роль, которую эти совокупности играют в передаче, еще предстоит определить.

Инфекционная доза у человека . Инфекционная доза V. cholerae для людей сильно варьируется в зависимости от бактериального штамма и хозяина. Дозы в 10 8 –10 11 клеток требовались для обеспечения последовательной колонизации у здоровых добровольцев из Северной Америки 7,29,31 .Инфекционная доза снижается до 10 4 –10 8 при использовании бикарбонатного буфера для нейтрализации желудочной кислоты незадолго до инокуляции; этот метод дает процент заражения 90% 7,29,31 . В домашнем хозяйстве пища может действовать как кислотный буфер; В исследованиях на добровольцах введение бактерии как часть «еды» из риса, рыбы, заварного крема и обезжиренного молока дало результаты, сравнимые с результатами, наблюдаемыми при одновременном введении бактерий и бикарбоната 79 .В эндемичных условиях инфекционная доза неизвестна. Подсчет V. cholerae в образцах домашнего хозяйства и окружающей среды исторически сложен, требуя быстрого реагирования и использования флуоресцентной микроскопии для подсчета тех бактерий, культивирование которых может оказаться затруднительным. 80 .

Клиническое наблюдение, что буферная кислота желудочного сока снижает инфекционную дозу, предполагает, что бактериальные гены, участвующие в кислотной устойчивости, могут способствовать вирулентности. Сигнатурный мутагенез (STM) был использован для поиска подмножества генов вирулентности, которые вносят вклад в устойчивость к кислоте in vitro 81 .Удаление этих генов ослабило V. cholerae в модели инфекции у новорожденных мышей, что подтверждает их роль в вирулентности. Кроме того, воздействие кислоты на V. cholerae дикого типа непосредственно перед инокуляцией мышей давало большое конкурентное преимущество перед неадаптированными к кислоте бактериями 82 . Эти данные, наряду с другими, демонстрируют, что бактерии , выращенные in vitro, могут быть более заразными в результате воздействия стресса. Кроме того, эти результаты могут иметь клиническое значение в тех регионах мира, где пониженное производство кислоты в желудке (ахлоргидрия) является вторичным по отношению к Хеликобактер пилори распространена инфекция, например Бангладеш 7 .

Передача с точки зрения возбудителя . Роль, которую гиперинфекция играет в быстром распространении холеры среди населения в начале вспышки, остается непроверенной. V. cholerae остается гиперинфекционным в течение как минимум 5 часов после перехода от пациентов в водную среду, что позволяет предположить, что гиперинфекция играет особую роль в передаче инфекции в местах с высокой плотностью населения, где существует вероятность контакта с организмом другого человека. в относительно короткие сроки 65,70 .Одна из моделей передачи холеры предполагает, что вспышка начинается, когда либо уже инфицированный индексный случай мигрирует и загрязняет новую территорию, либо V. cholerae , потребляемая из естественного водоема окружающей среды, создает новый индексный случай у постоянного населения. В обоих сценариях не исключено, что ускорение вспышки является результатом быстрого распространения гиперинфекционного вируса V. cholerae от человека к человеку при очень коротком пребывании в окружающей среде.Модели передачи, которые допускают только стохастическое поступление V. cholerae из окружающей среды, не предсказывают резкого роста числа случаев, которые наблюдаются в начале вспышек во всем мире, включая те, которые происходят раз в два года в Бангладеш 11 . Однако модели, которые включают гиперинфективность 83 , лучше отражают этот крутой подъем.

Обслуживание трансмиссии через водоемы . Эндемичная холера встречается в регионах с естественными водными резервуарами токсигенных и нетоксигенных V.cholerae , где бактерии могут сохраняться либо в свободноживущем состоянии, либо в ассоциации с фитопланктоном 84,85,86 , зоопланктоном 85,86,87,88 или биотическим и абиотическим детритом 89,90 . Эти взаимодействия могут быть как полезными, так и антагонистическими 91,92 . Ассоциации вообще не случайны. Например, у V. cholerae появились механизмы присоединения, разложения и использования хитина в качестве источника углерода и азота 93,94,95 (рис.3). Для экологических изолятов методы ДНК-типирования, основанные на секвенировании гипервариабельных локусов повторов короткой последовательности, начали лучше определять взаимосвязь между нетоксигенными и токсигенными V. cholerae . Было обнаружено, что два сельских региона, разделенных 80 км в дельте реки Ганг, содержат отдельные, разнообразные штаммы из экологических и клинических условий 96 . Изоляты из окружающей среды состояли как из токсигенных, так и из нетоксигенных штаммов O1 El Tor и O139 на фоне нетоксигенных штаммов, представляющих многие серогруппы.Напротив, клинические изоляты были строго токсигенными O1 El Tor и O139, но относились к разным типам штаммов. Эти результаты демонстрируют, что в организме хозяина токсигенные штаммы обладают селективным преимуществом перед нетоксигенными штаммами из окружающей среды. Взаимосвязь между экологическими и клиническими штаммами может быть разной в других регионах мира и, вероятно, будет варьироваться в зависимости от окружающей среды, санитарии, инфраструктуры и плотности населения.

Селективное давление в водной среде .Некоторые бактериальные патогены, включая V. cholerae , теряют способность культивироваться на стандартных средах после переноса от хозяина или лаборатории в водную среду 24,97 . Этот фенотип традиционно был известен как «жизнеспособное, но не культивируемое» (VBNC) состояние, поскольку клетки сохраняют способность к основным метаболическим процессам, таким как синтез белка, дыхание и поддержание целостности мембран, несмотря на их неспособность культивироваться 24 . Альтернативный, более консервативный термин, который применяется к этому состоянию, — «активный, но не культивируемый» (ABNC), поскольку остается неясным, живы ли еще бактерии, утратившие культивирование на стандартных средах 98 .

V. cholerae может быстро превратиться в ABNC, когда покидает человека-хозяина и попадает в водную среду. Исследования с участием V. cholerae , полученного от пациента и in vitro, полученного in vitro , которые подвергались диализу в прудовой воде, продемонстрировали снижение культивируемости на 60% и 90% через 5 часов и 24 часа соответственно 65 . Анализ микроматрицы продемонстрировал быстрые и поразительные изменения транскрипции, когда бактерии входили в состояние ABNC 65 . Эти изменения включали индукцию генов поглощения фосфатов и фиксированного азота и подавление генов синтеза белка и энергетического метаболизма, что согласуется с низкими уровнями источников углерода, фосфата и фиксированного азота, которые часто встречаются в водной среде.Остается проверить, будет ли включение твердых частиц, которые были отфильтрованы из воды пруда в вышеупомянутом исследовании, продлить культивирование V. cholerae . Учитывая возможность такого быстрого снижения культивируемости, исследователи задались вопросом, является ли большинство клеток V. cholerae , заражающих людей из окружающей среды, ABNC или культивируемыми клетками. Одна из гипотез гласит, что если культивируемые клетки более заразны, чем клетки ABNC, то ID 50 , рассчитанный по общему количеству клеток, будет увеличиваться по мере уменьшения процента культивируемых клеток в популяции.Это было подтверждено в недавних экспериментах, предполагающих, что основными виновниками инфицирования человека, вероятно, являются культивируемые клетки V. cholerae 65 . Будущие математические модели передачи V. cholerae должны учитывать возможность уменьшения скорости культивирования.

V. cholerae литический бактериофаг

Биология вибриофагов .Восемьдесят лет назад было высказано предположение, что бактериофаги могут контролировать естественные популяции патогенов 99,100 . Более поздние исследования в области морской микробиологии выявили элегантный баланс между бактериофагами и их цианобактериальной добычей 101 . С клинической точки зрения бактериофаги, в принципе, можно использовать для профилактики или лечения инфекций. Действительно, документально подтверждена «фаговая терапия» против холеры и других заболеваний (вставка 2). Существует не менее 200 видов бактериофагов, которые инфицируют V.cholerae , известные как вибриофаги 102,103 . Нитевидный лизогенный вибриофаг CTXφ является одним из наиболее охарактеризованных, поскольку он несет гены, кодирующие токсин холеры 22 . Первым секвенированным геномом хвостатого вибриофага был геном κ139; этот вибриофаг может быть как лизогенным, так и литическим. Основным механизмом, с помощью которого V. cholerae O1 становится устойчивым к κ139 и многим другим вибриофагам, является мутация кластера генов rfb , который кодирует ферменты для синтеза LPS 104 .В отсутствие рецептора антигена LPS O вибриофаг не может связываться или инфицировать бактериальную клетку. Все мутанты rfb -null V. cholerae O1, которые были протестированы на сегодняшний день, аттенуированы 65,67,105 .

Вибриофаги в окружающей среде . В 1930-х годах было обнаружено, что случаи холеры положительно коррелировали с изоляцией вибриофагов в водной среде 106 . В наше время была описана отсроченная положительная согласованность между ростом числа случаев холеры и последующим ростом вибриофагов в окружающей среде 107 .Модель, разработанная Дженсеном и др. . предсказывает, что если вспышка будет инициирована увеличением содержания V. cholerae в окружающей среде, плотность вибриофагов впоследствии увеличится, что в конечном итоге будет способствовать сокращению вспышки 108 . В Международном центре исследований диарейных заболеваний в Бангладеш (ICDDRB) рост случаев холеры был связан с согласованным, но отсроченным увеличением доли больных холерой с вибриофагами в стуле 109 .Вибриофаги, идентифицированные в этом исследовании, были литическими вибриофагами (JSF4), хотя у пациентов можно выделить несколько типов вибриофагов 107 . Титры вибриофагов в стуле из рисовой воды варьировались от 10 2 до 10 8 бляшкообразующих единиц на миллилитр, что согласуется с другими публикациями 65,67 . Несмотря на присутствие литических вибриофагов, все стула были положительными для V. cholerae и V. cholerae , как правило, по количеству вибриофагов, по крайней мере, на один порядок.Последующие исследования показали, что большинство бактериальных изолятов из стула все еще чувствительны к вибриофагам 65,67 . Пока не ясно, почему вибриофаги в кишечнике человека не справляются с инфекцией V. cholerae , но эта «неудача» может играть важную роль в распространении клональной экспансии фагов во время вспышек 109 .

Передача с точки зрения вибриофага . Современные эксперименты начали проверять гипотезу о том, что фаги могут ослаблять передачу бактерий.Например, тесты подвижности с использованием микроскопии в темном поле были использованы для быстрого скрининга стула из рисовой воды на наличие вибриофагов; стул, который был отрицательным в темном поле (не содержал подвижных вибрионов), с большей вероятностью содержал литические вибриофаги и имел низкое количество культивируемых клеток, но схожее общее количество клеток 77 . С помощью этого косвенного измерения для фагов было обнаружено, что по крайней мере половина пациентов с холерой, которые наблюдались в течение 5-летнего периода в ICDDRB, содержали вибриофаги, а домашние контакты пациентов с положительным индексом вибриофагов имели меньшую вероятность инфицирования. с В.cholerae , чем люди, которые контактировали с пациентом, который не был фагоположительным 77 . Эти результаты согласуются с выводом о десятикратном снижении инфекционной дозы V. cholerae , когда в стуле хозяина содержатся вибриофаги 67 .

V. cholerae обычно превосходит литические бактериофаги сразу после пассажа от хозяина 65,67 . В лабораторных экспериментах с использованием стула из рисовой воды, выращенного человеком, бактериофаги имеют начальный всплеск репликации в течение первых нескольких часов в водной среде и могут достигать отношения бактериофагов к бактериям примерно 1: 1 за 24 часа 65,67 .Хотя гиперинфекция может сохраняться в течение нескольких часов после пассажа от хозяина 65,70 , потеря культивирования (обсуждаемая выше) и расцвет бактериофагов в водной среде, вероятно, объединяются, чтобы блокировать передачу 65 . Контрольные эксперименты с , полученным in vitro , производным V. cholerae и бактериофагами, подтверждают, что бактериофаги могут ограничивать бремя инфекции 65,67 . Однако бактериофаги никогда не могут полностью блокировать инфекцию, потому что мутанты V.cholerae , у которых отсутствует зрелый LPS, избегают хищничества и колонизируют мышей, хотя и в меньшем количестве. Как уже упоминалось, мутанты LPS ослаблены и могут быть потеряны в естественном жизненном цикле V. cholerae 65,67,105 .

Таким образом, динамическое взаимодействие между бактериофагом и бактерией в воде пруда предполагает, что модель передачи холеры должна включать в себя меру быстрого снижения способности бактерий к культивированию и уничтожения бактериофагами. В закрытой экспериментальной системе передача В.cholerae можно свести к минимуму, если эти два фактора сочетаются в водной среде. Следовательно, вероятно, будет преимущество пригодности для V. cholerae , которое быстро передается следующему хозяину, когда культивирование все еще остается высоким, а концентрация бактериофагов все еще низкая. В этом обзоре упоминалось несколько моделей, которые предлагают разные объяснения роста и падения вспышек с точки зрения хозяина (клинический спектр и коллективный иммунитет), бактерии (гиперинфекция) и бактериофага (хищничество).Мы объединили несколько опубликованных моделей в одну рабочую диаграмму, чтобы побудить задуматься о том, как эти факторы могут взаимодействовать в естественной среде (рис. 4). Лучшее понимание того, как функционирует интегрированная модель, может раскрыть возможности для вмешательств в области общественного здравоохранения.

Рис. 4. Комбинированная модель передачи холеры с точки зрения хозяина и микроорганизмов.

Вся популяция (H) питает пул восприимчивых хозяев (S), которые становятся заразными (I) после употребления Vibrio cholerae из источника окружающей среды, с литическими бактериофагами или без них (Ф).Инфицированные люди имеют симптомы (I symp ) или бессимптомны (I asymp ) и выздоравливают (R) благодаря действиям своей иммунной системы и, возможно, литических бактериофагов, или погибают от инфекции (m). Выздоровевшие люди будут повторно попадать в пул восприимчивых с разной скоростью (//) в зависимости от степени защитного иммунитета. Литические фаги и гиперинфекционные V. cholerae (VC Hi ) выделяются симптоматическим хозяином в различных концентрациях; бессимптомные хозяева выделяют гораздо меньше бактерий (пунктирная линия).Клетки VC Hi быстро переходят к следующему хозяину, сохраняются в окружающей среде в виде культивируемых клеток с неизвестной инфекционностью (VC C ) или распадаются в «активное, но не культивируемое» состояние (VC ABNC ) с пониженной инфекционностью. Все три типа клеток плюс совокупные бактерии (не показаны), вероятно, играют смешанную роль в качестве резервуаров окружающей среды для будущих вспышек.

Заключительные замечания

Модель передачи, которая точно предсказывает масштабы возникающей вспышки, предоставит органам общественного здравоохранения полезную информацию для соответствующего масштабирования их ответных мер.Вмешательства, нацеленные на жизненно важные этапы передачи, могут быть эффективными для предотвращения вспышек. Иммунитет хозяина, гиперинфекция патогенов и фаги — все это факторы, которые можно использовать для борьбы со вспышкой. Например, централизованные центры управления отходами часто терпят неудачу в условиях нехватки ресурсов. Поскольку пациенты с симптомами выделяют более V. cholerae , а V. cholerae в стуле из рисовой воды является гиперинфекционным, вспышки холеры лучше всего остановить у источника, уменьшив воздействие на человека свежевыпущенного гиперинфекционного стула.Другими словами, при сохранении централизованного управления следует поощрять и проверять децентрализованные усилия по целевому управлению отходами в единице домашнего хозяйства. Эта концепция подчеркивает решающую важность уже проверенных, но простых мероприятий в домашних условиях, таких как использование кувшинов с узким горлышком, хлорирование хранящейся воды и мытье рук, для профилактики заболеваний. 110,111 .

Еще многое предстоит узнать об эффективности вакцины в естественных условиях холеры.Отказ от традиционных мер оценки эффективности вакцин путем включения преимуществ коллективного иммунитета будет по-прежнему раскрывать истинное влияние как существующих вакцин, так и вакцин, находящихся в разработке. Кроме того, понимание воздействия хищничества бактериофагов и того, как вакцины снижают пул восприимчивости до такой степени, что передача не может продолжаться, являются важными областями для будущих исследований. Ответы на многие вопросы, поставленные в этом обзоре, имеют решающее значение для стран с ограниченными ресурсами, таких как Зимбабве, для оптимизации использования ограниченных запасов вакцины и борьбы с пагубными последствиями неудовлетворительной санитарии.

Коробка 1 | Иммунный ответ человека на

Vibrio cholerae

Врожденный ответ

Холера считается прототипом невоспалительной инфекции. Часто отсутствуют грубые изменения слизистой оболочки кишечника или архитектурной целостности тонкой кишки. Однако наблюдается повышенная регуляция провоспалительных цитокинов (включая интерлейкин-1β и фактор некроза опухоли), экспрессии различных бактерицидных белков и миграции нейтрофилов в собственную пластинку во время острой холеры.Естественная вариабельность врожденного иммунного ответа может влиять на восприимчивость, что подтверждается открытием, что полиморфизм в промоторной области гена LPLUNC1 (белок 1, связанный с карциномой длинного неба, легкого и носового эпителия) связан с повышенным риском холеры.

Адаптивный ответ

Неизвестно, как адаптивный иммунный ответ на холеру обеспечивает защиту от последующих заболеваний. Поскольку Vibrio cholerae неинвазивен, было высказано предположение, что секреторный иммуноглобулин А кишечника (sIgA) защищает от колонизации слизистой оболочки.Примерно через 8 дней после начала холеры наблюдается пик циркуляции антиген-специфических лимфоцитов V. cholerae , которые экспрессируют хемокиновые рецепторы кишечника (см. Рисунок) 112 . Эти лимфоциты вскоре становятся необнаруживаемыми в крови, поскольку они возвращаются на слизистую оболочку кишечника, где они приводят к увеличению секреции sIgA в кишечнике. Реакции сывороточных антител, такие как реакция вибриоцидных антител, также достигают максимума через 1-3 недели после заражения. Хотя высокие сывороточные титры вибриоцидных антител и IgA, специфичного к холерному токсину, коррелируют с защитой от инфекции, эти антитела снижаются до исходного уровня через год после заражения, задолго до того, как защитный иммунитет против холеры ослабевает.Точно так же у добровольцев, инфицированных V. cholerae , уровни sIgA слизистой оболочки снижаются до исходного уровня в течение нескольких месяцев. Однако, когда добровольцев, у которых больше нет выявляемых антител, повторно провоцируют антигенами V. cholerae , они демонстрируют стойкую способность вызывать анамнестический иммунный ответ, развивая пиковую кишечную секрецию антител так же быстро, как в течение трех дней. Следовательно, возможно, что скорость анамнестического ответа на повторное воздействие, а не заранее сформированные антитела, может опосредовать защиту от холеры.Это подтверждается недавними данными о том, что холера вызывает ответ В-клеток памяти, который выявляется в течение по крайней мере 1 года после заражения холерой 113 .

Ящик 2 | Исследование бактериофагов

В 1915–1917 годах Twort 114 и d’Hérelle 115 независимо друг от друга открыли бактериофаги. Д’Эрелль определил, что бактериальная инфекция на животных моделях может быть ослаблена бактериофагами, и в 1925 году состояние пациентов с бубонной чумой улучшилось после того, как д’Эрелль ввел бактериофаги непосредственно в их бубоны (увеличенные лимфатические узлы).Эти открытия привели к исследованию бактериофагов, в задачу которого входило изучение терапии бактериофагом холеры в Индии 116 . Их первое испытание терапии сравнивало 244 нелеченных пациента с холерой с 219 пациентами с холерой, которых лечили вибриофагами; в нелеченой группе смертность составляла 20%, тогда как в обработанной группе — 6,8% (χ 2 , p <0,01). Другие исследования показали аналогичные результаты 5,116,117 . Несмотря на некоторые ограничения, характерные для той эпохи, расследование добилось достаточного успеха, чтобы расширить свои усилия. 5 .

За 1928, 1929 и 1934 годы, всего 36 000, 130 823 и 871 316 доз вибриофагов были подготовлены и распространены сотрудниками по расследованию в то время, когда начались вспышки в конкретных исследуемых сообществах в Индии 116 . Вибриофаги также распространялись в общественных источниках питьевой воды для профилактики. Смертность от холеры сравнивалась с контрольными сообществами до и после вмешательств. Трехлетний коэффициент смертности от холеры снизился с 30 до 2 на 10 000 в регионах, которые лечились вибриофагами 117 .Хотя эти исследования имели несколько ограничений, они предоставляют единственные доступные данные об эффективности терапии вибриофагами. Достижения в области регидратации и антибиотикотерапии в 1930-х и 1940-х годах сделали испытания бактериофагов, основанные на конечных точках смертности, неэтичными и статистически сложными 116,118 .

Холера: молекулярная основа возникновения и патогенеза | Возбудители и болезни

1 Введение

Холера явно хорошо знает роль мрачного жнеца.Это одна из первых болезней, о которых думает большинство людей, когда приходит беда и цивилизация рушится. Мы видели, как это происходило несколько раз за последнее десятилетие, и наиболее ярким примером является смерть от холеры 80 000 человек в лагерях руандийских беженцев в Гоме, Заир, в 1994 году.

Хотя холера как болезнь, вероятно, не так давно как и другие, такие как туберкулез или оспа, очевидно, что он существует уже как минимум тысячу лет. Хотя существует множество диарейных заболеваний, интенсивность холеры и взрывоопасность эпидемий холеры очевидны и, должно быть, впечатлили древних наблюдателей.Например, в древнегреческой и китайской литературе есть описания, которые могли быть только холерой. Как отмечает Поллитцер, перевод Шмидта санскритской работы, происхождение которой считается Тибетом около 802 г. н.э., явно указывает на холеру:

«Когда сила добродетелей и заслуг на земле уменьшается, среди людей появляются первые из них. живущие на берегах больших рек, различные недуги, не дающие времени на лечение, но оказывающиеся смертельными сразу после их появления.… Различные сосуды выделяют воду, так что тело становится пустым… Его первые признаки — головокружение, онемение в голове, а затем сильнейшее очищение и рвота (Пер.) »[1].

Поллитцер также отметил, что в 1543 году исследователь Гаспар Корреа описал жертву холеры во время вспышки болезни в Индии, в которой уровень смертности превысил способность выживших хоронить мертвых:

«Так мучительно было муть, и так плохо с ней». что самый ужасный яд, похоже, подействовал, что доказывалось рвотой, сопровождающейся нехваткой воды, как будто живот пересох, и судорогами, фиксировавшимися в сухожилиях суставов и плоской стопе, с болью настолько сильной, что пострадавшие казались на грани смерти; глаза потускнели, а ногти на руках и ногах стали черными и выгнутыми »[1].

Нет сомнений в том, что эти тексты описывают полномасштабную азиатскую холеру. Это одно из известных заболеваний с наиболее быстрым смертельным исходом. От первого жидкого стула до гиповолемического шока может пройти от 4 до 12 часов в зависимости от размера пострадавшего. Смерть может наступить всего через 10–18 часов от появления симптомов, и без лечения до 80% жертв с симптомами умирают. Столь же драматично выздоровление от холеры. Ребенок, который явно находится на пороге смерти, может вернуться в страну живых в течение пары часов после внутривенной терапии.

Однако до развития внутривенной и ротовой заместительной терапии холера, по оценкам, уносила более 100 000 человек ежегодно только в Индии в 1900–1950 годах. Когда в начале 1800-х годов болезнь достигла пандемии, она убила миллионы людей во всем мире.

2 Распространение пандемии

В то время как многие бактериальные патогены могут вызывать диарею, только Vibrio cholerae , возбудитель холеры, вызывал повторные пандемии. С начала 19 века холера вызвала эпидемии практически на всех континентах.Несмотря на то, что Джон Сноу продемонстрировал свою инфекционную природу более века назад, мы все еще не в состоянии контролировать холеру во всех развивающихся странах. Несмотря на то, что существуют безопасные и эффективные вакцины, защищающие от V. cholerae , число погибших от холеры по-прежнему исчисляется тысячами во всем мире.

Считается, что пандемия холеры за пределами Азии началась менее двух веков назад. Первая пандемия холеры (вероятно, вызванная штаммами классического биотипа) началась в Индии в 1817 году и охватила Ближний Восток и Азию.С тех пор произошло еще шесть пандемий, последняя из которых началась в 1961 году и была вызвана биотипом Эль-Тор. Некоторые утверждают, что седьмая пандемия Эль-Тор теперь уступила место восьмой пандемии с появлением новой серогруппы холеры O139. В последнее время число случаев холеры во всем мире растет, во многом благодаря прибытию седьмой пандемии в Перу в 1991 году и появлению серогруппы O139 из V. cholerae в 1992 году. Между этими крупными вспышками заболевания холера по-прежнему присутствует на Индийском субконтиненте и в Африке в основном в эндемичных очагах.

3 Экологические факторы

V. cholerae — грамотрицательный патоген, который существует в виде свободноживущего организма в прибрежных водах по всему миру. Как и многие бактериальные патогены, он передается при приеме внутрь зараженной пищи и воды. Однако экология многих бактериальных патогенов — это область, о которой мы все еще очень мало знаем. Мы знаем, что V. cholerae может образовывать различные ассоциации с различными водными существами.Окружающая среда, по-видимому, играет важную роль в эпидемиях и распространении эндемической холеры. Однако мы не знаем конкретно, какие агенты в окружающей среде питают организм в этом отношении. Например, каковы правильные условия окружающей среды (температура, соленость и т. Д.), Которые позволяют эффективно передавать эту болезнь в эндемичных и эпидемических условиях?

4 Пандемические штаммы

Серогруппа V. cholerae определяется структурой его липополисахарида.Хотя несколько различных типов штаммов V. cholerae вызывают холеру, до 1993 года все эпидемические штаммы холеры относились к серогруппе O1, хотя известно более 150 различных серогрупп. Вероятно, первые шесть пандемий холеры были вызваны штаммами классического биотипа, в то время как большая часть холеры в современном мире вызвана другим биотипом, называемым «Эль Тор». Классические штаммы и штаммы Эль Тор имеют заметно разные хромосомные структуры, и сравнение последовательностей ДНК генов домашнего хозяйства показало, что штаммы Эль Тор и классические штаммы довольно отдаленно связаны друг с другом.Штаммы Эль Тор, вызывающие нынешнюю пандемию, более тесно связаны с непатогенными изолятами из окружающей среды. Таким образом, похоже, что пандемические штаммы произошли независимо от различных экологических клонов и, следовательно, вероятно, независимо приобрели серогруппу O1.

Серогруппа O139 появилась в 1992 г. у Бенгальского залива [2]. Это был первый штамм V. cholerae, не относящийся к O1, который вызвал эпидемическое заболевание. Он распространился от побережья Индии по большей части Южной Азии в течение нескольких месяцев после своего появления [3].Антиген O139 структурно сильно отличается от антигена O1. O139 содержит редкий сахар, колитозу, который полимеризуется в длинные цепи с образованием капсулы. Несколько линий доказательств предполагают, что штаммы O139, как правило, генетически тесно связаны со штаммами El Tor O1. Однако в O139 отсутствуют многие из генов, необходимых для создания антигена O1. Вместо генов O1 находится вставка размером 36 000 п.н., которая, по прогнозам, кодирует гены, участвующие в биосинтезе сахаров и синтезе полисахаридов [4].Содержание G + C в этой области варьируется в разных открытых рамках считывания, но некоторые из них очень отличаются от остальной хромосомы V. cholerae, что позволяет предположить, что вставка может быть получена из организма, отличного от Vibrio [4]. Опять же, мы не знаем, как произошла передача этой O139-специфической ДНК или, действительно, как даже был впервые приобретен антиген O1. Кажется вероятным, что нынешние эпидемические штаммы O139 произошли от эндемичного штамма O1 после приобретения новой ДНК O139 путем гомологичной рекомбинации, что привело к замене O1.

4.1 Происхождение пандемических штаммов

Откуда взялось V. cholerae , возбудитель холеры? Как возникли старые формы этого организма и как возникли новые? Будут ли те же молекулярные механизмы задействованы в появлении следующего нового пандемического патогена, который бросит вызов человечеству?

5 Детерминанты вирулентности

Исследования на добровольных началах научили нас, что обычно нужно проглотить большое количество организмов — по крайней мере, миллион жизнеспособных клеток — чтобы воспроизводимо вызвать заболевание.Это может быть не так в естественных условиях, где его связь с органическим материалом или водными организмами, такими как водоросли или планктон, может защитить его от кислотного барьера, который представляет собой наиболее важный защитный механизм против холерных вибрионов и других кишечных патогенов. Когда организм действительно попадает в тонкий кишечник в жизнеспособной форме, он затем использует различные свойства для эффективной колонизации этого участка. Например, моторика и хемотаксис направляют движение организма к эпителию кишечника, где он затем прикрепляется с помощью нитчатых структур, называемых «пили» или «фимбрия».Затем он размножается и вырабатывает различные токсины.

5.1 Холерный токсин

Самым важным из этих токсинов является, конечно же, холерный токсин, экзотоксин белка, ответственный за большую часть диареи, наблюдаемой при этой болезни [5]. Токсин холеры вызывает секрецию иона хлорида в просвет кишечника, а также ингибирует поглощение натрия. В результате возникает осмотическая водянистая диарея, которая приобретает вид рисовой воды — мутной жидкости с частичками слизи.В экспериментах на добровольцах приема внутрь всего нескольких микрограммов холерного токсина достаточно, чтобы вызвать 22 литра диареи. Конечно, вся эта диарея может способствовать распространению организма. Типичная диарейная жидкость от жертвы холеры содержит сто миллионов организмов на миллилитр.

Токсин холеры и пилус также увеличивают приспособленность V. cholerae в организме человека-хозяина. Это можно показать по специфическим мутациям в этих генах [6]. Мутации, инактивирующие токсин холеры, уменьшают степень колонизации, что измеряется, например, количеством бактерий, выделяемых на грамм стула у добровольца.Мутации, влияющие на выработку особого ворсинок, называемого корегулируемым токсином пилюса (TCP), полностью уничтожают способность организмов колонизировать кишечник [6]. Таким образом, присутствие этих факторов усиливает кратковременную репликацию организма в кишечнике человека, и эта усиленная репликация также должна способствовать эволюционной приспособленности штаммов, несущих гены этих факторов вирулентности.

5.2 Факторы колонизации

Широкое определение В.Факторы колонизации cholerae включают все продукты бактериальных генов, которые специфически способствуют либо выживанию, либо размножению бактерий в тонком кишечнике. Это определение включает многие бактериальные факторы и свойства, которые включают, но не ограничиваются ими, те, которые опосредуют прикрепление вибрионов к эпителию тонкой кишки. Безусловно, наиболее важным фактором колонизации V. cholerae является TCP. Эта ворсинка была обнаружена нашей лабораторией как структура, которая координируется с холерным токсином [6].То есть в лабораторных условиях, когда штаммы V. cholerae экспрессируют большие количества токсина холеры, они также экспрессируют большие количества TCP.

Несколько лет назад наша лаборатория изучала молекулярные основы координационной регуляции холерного токсина и TCP [6,7]. Любопытно, что подавляющее большинство штаммов V. cholerae не вырабатывают ни холерный токсин, ни TCP в лабораторных условиях. Однако все клинические изоляты продуцируют эти факторы вирулентности в кишечнике.Таким образом, проявление вирулентности с помощью V. cholerae является регулируемым свойством. В конце концов мы клонировали многие из генов, участвующих в этой регуляции, но одним из наиболее важных является ген под названием toxR . Экспрессия как холерного токсина, так и TCP полностью зависит от регуляторного гена toxR [7]. ToxR, продукт гена, представляет собой мембранный белок, который, возможно, воспринимает сигналы окружающей среды в кишечнике, а затем активирует экспрессию холерного токсина и генов TCP.

Мутантные штаммы V. cholerae , которые не вырабатывают TCP, обладают более чем 1000-кратным снижением способности колонизировать детенышей мыши и по существу не колонизируют кишечник добровольцев человека [8]. Механизм, с помощью которого TCP опосредует колонизацию тонкой кишки V. cholerae , еще не выяснен. Хотя кажется вероятным, что некоторая часть пилуса функционирует как адгезин для энтероцитов, на сегодняшний день такое связывание четко не установлено.Известно, что TCP объединяется в «связки», и выражение TCP вызывает автоагглютинацию V . холеры культур. Такое слипание может отражать аналогичную роль TCP в создании микроколоний на кишечном эпителии.

5.3 Передача генов вирулентности

Все эпидемические штаммы V. cholerae продуцируют холерный токсин, состоящий из пяти копий B-субъединицы, связанных с одной копией A-субъединицы, кодируемой генами ctxA и ctxB [9].Поскольку гены ctxAB были использованы в гибридизационном анализе различных штаммов V. cholerae , мы и другие исследователи в этой области начали делать любопытные наблюдения. Не все штаммы V. cholerae несут гены токсина холеры. Фактически только эпидемические штаммы V. cholerae имели токсиновые гены, а штаммы из окружающей среды, как правило, не имели. Другой характеристикой большинства (но не всех) экологических штаммов V. cholerae было отсутствие традиционного антигенного поверхностного покрытия эпидемических штаммов, антигена O1 или серогруппы.Таким образом, можно было сгруппировать штаммов V. cholerae в различные подгруппы, но только токсикогенные штаммы O1 были связаны с эпидемиями до 1993 года. Это предполагает, что должен существовать механизм, позволяющий этим штаммам либо приобретать гены токсина холеры, либо терять их. . Это наблюдение побудило нас провести подробный анализ генетической структуры ДНК в районе генов ctxAB .

В конце концов мы обнаружили, что гены ctxAB находятся в пределах области на V.cholerae , которую называют CTX-элементом [10]. Этот сегмент ДНК часто дублировался в токсигенных штаммах и имел размер около 7000 п.н. В конце концов несколько других лабораторий, в частности лаборатория Джима Капера в Мэриленде, заинтересовались элементом CTX и сообщили, что два гена, соседние с ctxAB , по-видимому, кодируют белки с энтеротоксической активностью. Они назывались ace и zot . Кроме того, элемент CTX кодирует пептид, продукт гена cep , который напоминает генный продукт другого пилуса, продуцируемого бактерией Aeromonas .Другой ген, orfU , также был идентифицирован, который кодирует неизвестную функцию. Эта группа генов содержится в части элемента CTX, известной как «ядро», потому что она обычно фланкируется с обеих сторон другой последовательностью, называемой «RS», для повторяющейся последовательности. Элемент RS, как известно, кодирует систему сайт-специфической рекомбинации, которая катализирует интеграцию плазмид, несущих этот элемент, в геном V. cholerae [10]. В целом, элемент ctx считался сайт-специфичным транспозоном, но мы не имели ни малейшего представления о том, как этот транспозоноподобный элемент переместился в V.cholerae и откуда она взялась. Однако его химические характеристики позволяют предположить, что он имел другое происхождение, а не V. cholerae .

6 Роль бактериальных вирусов

6.1 Трансдукция

К нашему удивлению, мы в конце концов обнаружили, что элемент ctx может передаваться между штаммами, но для демонстрации этого потребовались очень точные лабораторные условия [11]. Мы показали это, сначала заменив гены токсина холеры кассетой, кодирующей устойчивость к антибиотику канамицину.Штаммы, содержащие ген устойчивости к канамицину вместо структурных генов ctx, были способны передавать устойчивость к антибиотикам другим штаммам. Эта передача не требовала межклеточного контакта. Фактически, отфильтрованные культуральные супернатанты донорских штаммов были способны опосредовать передачу фенотипа. Добавление нуклеаз к супернатантам не ингибировало этот перенос [11]. Эксперименты показали, что, вероятно, вирусная частица опосредует перенос гена устойчивости к канамицину, встроенного в элемент CTX.Бактериальные вирусы называются «бактериофагами» или просто «фагами». Когда фаг перемещает бактериальную ДНК из одной бактериальной клетки в другую, этот процесс называется «трансдукцией».

6.1.1 Источник генетических элементов

Электронно-микроскопические исследования показали, что концентраты супернатов культур донорских штаммов содержат структуры, сходные по морфологии с нитчатыми бактериофагами. Было обнаружено, что при частичной очистке эти фаги содержат геном однонитевой ДНК размером 7000 п.н., кодирующий элемент CTX.Таким образом, элемент CTX фактически представляет собой геном нитчатого бактериофага [11].

Фактически, некоторые гены в элементе ctx напоминают гены известных нитчатых фагов. Кунин отметил, что предсказанная последовательность белка, кодируемого геном zot , напоминала последовательность продукта гена I фага M13 Escherichia coli , белка внутренней мембраны, необходимого для сборки фага [12]. Другие продукты генов CTX-элементов напоминают другие белки нитчатых фагов и действительно, как было показано, необходимы, как zot , для морфогенеза CTX-фагов.Однако геном фага CTX весьма необычен тем, что он может интегрироваться в хромосому хозяина в определенном месте или реплицироваться в виде плазмиды. На сегодняшний день наши данные позволяют предположить, что геном фага CTX имеет три функциональных модуля. Первый модуль, элемент RS, отвечает за интеграцию, репликацию и их регулирование. Центральная область, которая содержит гены структуры и морфогенеза фага, составляет второй модуль. Третий модуль, генов ctx , вероятно, не выполняет функции репликации или морфогенеза фага, а представляет собой просто ген токсина, улавливаемый фагом.

Интересно, что все известные нитчатые фаги (которых всего около дюжины) используют пили в качестве рецепторов на бактериальных клетках. Рецептор — это структура, с которой фаг связывается на первом этапе доставки своей ДНК в бактериальную клетку-мишень. Мы были несколько шокированы тем, что фаг CTX на самом деле использует TCP в качестве рецептора. Как вы помните, TCP-пилус чрезвычайно важен в патогенезе холеры. В модели холеры у новорожденных мышей и у людей-добровольцев было показано, что TCP требуется для V.cholerae колонизация тонкой кишки [6,8]. Мутации в tcpA (главный ген пилина) предотвращают заражение фагом CTX, как и антисыворотка к пилусу.

Требование к штаммам-хозяевам экспрессировать TCP-пилус для инфицирования фагом CTX имеет важные последствия. В то время как штаммы классического биотипа (которые вызвали пандемии до текущей пандемии) экспрессируют TCP в различных конкретных лабораторных условиях, штаммы El Tor (возбудители текущей пандемии) плохо экспрессируют TCP ни при каких условиях in vitro.Ясно, однако, что TCP должен экспрессироваться во время инфекции, потому что мутанты TCP даже штаммов El Tor дефектны в колонизации у людей и мышей. Вывод был очевиден и, наконец, поддается проверке. Пили TCP экспрессируются штаммами El Tor in vivo.

Мы разработали эксперимент для проверки этой гипотезы, которую мы называем «трансдукцией in vivo». Что мы сделали, так это смешали штамм-реципиент Эль-Тор со штаммом-донором фага CTX, а затем либо культивировали эти штаммы вместе in vitro в лаборатории, либо, альтернативно, совместно инфицировали эти штаммы мыши.Мы обнаружили, что реципиенты Эль-Тор, полученные из кишечника мыши после такой коинфекции, инфицированы фагом СТХ со скоростью более чем в миллион раз выше, чем в условиях in vitro. Зараженное млекопитающее-хозяин — единственная известная в настоящее время естественная среда, в которой TCP эффективно экспрессируется штаммами El Tor. Поскольку фаг CTX был получен из штамма El Tor, мы должны прийти к выводу, что наиболее вероятное место появления первых токсигенных штаммов El Tor находится в кишечнике человека.По аналогии, появление других новых штаммов V. cholerae может происходить у людей-хозяев, коинфицированных токсиногенными (CTX +) и нетоксиногенными (CTX-) штаммами V. cholerae . Это напоминает перегруппировку генома гриппа, приводящую к антигенному сдвигу, который происходит у многократно инфицированных животных.

Известно, что многие детерминанты бактериальной вирулентности кодируются бактериофагами умеренного климата. К ним относятся токсины, такие как ботулотоксины, стафилококковые энтеротоксины и мощный шига-подобный токсин O157 E.coli . Такие токсины, кодируемые фагами, вызывают большую озабоченность во всем мире. Например, недавно сообщалось, что 4% жителей города Сакаи, Япония, были колонизированы O157 E. coli во время вспышки болезни летом 1996 года. Однако источник этого патогенного штамма все еще остается не понятно. Таким образом, характеристика того, что кодируется фагами, может быть ценным инструментом наблюдения для отслеживания того, какие гены вирулентности находятся «где-то там» и перемещаются по горизонтали между различными штаммами и видами бактерий.Было несколько умеренных фагов, которые были описаны в V. cholerae ; однако в выявлении связи между присутствием этих фагов и вирулентностью достигнут незначительный прогресс. Большинство кодируемых фагами генов вирулентности были идентифицированы только после распознавания их белкового продукта и затем обнаружения того, что кодирующая последовательность связана с фагом.

Незадолго до нашего открытия фага CTX мы получили дополнительные доказательства того, что другой вибриофаг может быть связан с изменениями вирулентности в V.холеры. Этот фаг, названный K139, относится к семейству каппа бактериофагов, ранее описанных в серогруппе O1 V. cholerae . K139 был первоначально выделен из штамма O139, но его можно найти во множестве вирулентных штаммов. Фаг содержит геном двухцепочечной линейной ДНК, который интегрируется с сайт-специфичностью в хромосому V. cholerae .

Мы использовали генетический метод для идентификации генов, которые кодируют секретируемые продукты в фаге K139 [13].Поскольку генные продукты, необходимые для того, чтобы вызывать заболевание, часто являются секретируемыми белками, такие гены могут представлять собой кодируемые фагом факторы вирулентности. Мы обнаружили, что только один ген на фаге K139 кодирует секретируемый белок. Эта открытая рамка считывания была обозначена как ген glo . Сравнение продукта гена glo с другими известными белками показало, что он имеет значительное сходство последовательностей с эукариотическим GTP-связывающим белком, Gs-a, одной из регуляторных субъединиц аденилатциклазы и субстратом для ADP-рибозилирования холерным токсином.Важно отметить, что С-конец белка Glo содержит мотив, который предполагает, что он модифицирован ферментами, которые катализируют изопренилирование остатков цистеина вблизи С-концов. Это модификация, которая присутствует во множестве G-белков мелких млекопитающих, но ранее не было продемонстрировано, что она происходит на бактериальном субстрате. Сходство Glo с G sa особенно интересно, учитывая, что сам холерный токсин нацелен на G sa и для его активности требуется второй GTP-связывающий белок (ARF).Таким образом, Glo может быть новым кодируемым фагом токсином, который действует как гомолог эукариотических G-белков.

Важен ли Glo при вирулентности? Мутанты говорят да! Было обнаружено, что у мышей чаще наблюдается диарея при заражении бактериями, содержащими ген glo дикого типа, чем при инфицировании мутантами glo . Кроме того, количество бактерий, необходимых для уничтожения детенышей мышей, было по крайней мере в 10–100 раз выше для glo мутантов V. cholerae . Эти результаты предполагают, что glo действительно играет роль в вирулентности V.холера . Тот факт, что большинство штаммов V. cholerae O139 несут бактериофаг K139, является дополнительным доказательством того, что этот фаг, возможно, также способствовал появлению серогруппы O139.

Еще один интересный элемент, возможно, способствовал появлению O139. Когда в конце 1992 г. серогруппа O139 начала вызывать заболевание на юго-востоке Индии, изоляты оказались устойчивыми к ряду антибиотиков [2,3]. Такой образец устойчивости к стрептомицину, триметоприму, сульфаметоксазолу и фуразолидину не был характерен для эндемичных штаммов O1 из того же района.Генетический анализ показал, что гены устойчивости к трем из этих антибиотиков — стрептомицину, триметоприму и сульфаметоксазолу — физически связаны. Кроме того, эксперименты по спариванию показали, что все эти три сопротивления могут передаваться между различными штаммами V. cholerae и даже от V. cholerae на E. coli [14]. Невозможно выделить плазмиды ни из донорского, ни из реципиентного штаммов. Саузерн-блот-анализ штаммов реципиентов показал, что они приобрели новую хромосомную вставку размером 62 т.п.н., содержащую гены устойчивости к антибиотикам, известные как «элемент SXT».Механизм переноса элемента SXT неясен. Бесклеточные супернаты не переносят элемент.

Попадая в клетку-реципиент, элемент SXT не реплицируется, а вместо этого интегрируется в геном хозяина. Эти свойства напоминают конъюгативные транспозоны, которые могут передаваться при спаривании между бактериями. Примечательно, что конъюгативные транспозоны из видов Bacteroides также способны опосредовать перенос ДНК, которая находится за пределами границ транспозона.Таким образом, элемент SXT может представлять собой средство, с помощью которого несколько разных несвязанных хромосомных локусов V. cholerae могут обмениваться между разными штаммами V. cholerae и, возможно, другими бактериями. Мы также еще не знаем, кодирует ли элемент SXT гены вирулентности, а также устойчивость к антибиотикам.

7 островов патогенности

Вставки, подобные элементу SXT, формально похожи на большие вставки хромосомной ДНК, переносимые многими другими бактериальными патогенами.Когда эти хромосомные вставки несут гены вирулентности, их называют «островами патогенности». Эти кластеры генов часто соседствуют с локусами тРНК и рибосомной РНК и часто имеют особенности, которые предполагают чужеродное происхождение.

Примечательно, что второй по важности фактор вирулентности V. cholerae, по-видимому, кодируется островком патогенности. Как отмечалось ранее, для эффективной колонизации кишечного тракта V. cholerae требуется TCP. Гены биосинтеза TCP пилуса содержатся в сегменте ДНК, который отсутствует во многих непатогенных штаммах V.холеры. Кажется весьма вероятным, что остров tcp первоначально возник в результате горизонтального переноса генов и, возможно, продолжает передаваться. Фактически, использование кодонов внутри острова отличается от использования кодонов в остальной части хромосомы, что позволяет предположить, что он мог возникнуть у другого вида бактерий. Механизм передачи острова tcp и других островов патогенности пока не ясен. Ни о каких случаях передачи острова пока не сообщалось. По мере того, как становится доступным больше информации о последовательностях, мы можем распознавать больше генов, связанных со специфическими механизмами горизонтального переноса генов.Основываясь на том, что мы узнали до сих пор, мы прогнозируем, что островок TCP будет перемещаться либо путем фаговой трансдукции, либо путем конъюгации.

7.1 Модель для появления деформации

Наши данные предполагают, что появление V. cholerae включает горизонтальное перемещение генов как рецептора TCP для фага CTX, так и самого фага CTX. Это движение, вероятно, происходит в кишечнике человека, где рецепторы фага экспрессируются под контролем регуляторной системы ToxR.

8 Условия для новых пандемий

Что вызывает новые пандемии холеры? Ясно, что для новой вспышки болезни необходимы как восприимчивая популяция, так и опасный организм. Поскольку инфицирование эпидемическим штаммом V. cholerae приводит к длительному (возможно, пожизненному) иммунитету, восприимчивая популяция должна содержать достаточно большое количество людей, которые либо никогда не болели холерой, либо, по крайней мере, никогда не были инфицированы антигенно родственным штаммом. .В эндемичных регионах заболеваемость холерой сильно смещена в сторону детей, у которых не было возможности развить защитный иммунитет. В условиях нынешней эпидемии в Латинской Америке, где холера не наблюдалась задолго до начала этого столетия, страдают как взрослые, так и дети. Таким образом, для девственной, неиммунной популяции простое введение вирулентного штамма может вызвать эпидемию. В других иммунных популяциях появилась недавно возникшая, антигенно отличная версия V.cholerae может быть гораздо более подходящим, чем антигенно более старые штаммы.

Самым ярким примером этого является недавняя вспышка холеры O139. Рост числа случаев холеры также был связан с необычным числом случаев среди взрослых. Как указывалось ранее, штаммы O139 не экспрессируют антиген серогруппы O1, который был характерен для всех предыдущих эпидемических штаммов. Вместо этого штамм содержал новый антиген серогруппы, O139, устойчивость к антибиотикам, которой не хватало резидентным штаммам, и, возможно, один или два бактериофага, которые кодировали дополнительные факторы вирулентности.

9 Заключение

Теперь мы понимаем, что многие ключевые факторы вирулентности V. cholerae кодируются мобильными генетическими элементами. Передача генов вирулентности — распространенная тема среди патогенных бактерий. Стало ясно, что горизонтальный перенос генов сыграл важную роль в эволюции пандемических штаммов V. cholerae . Патогенные V. cholerae обитают в море авирулентных V. cholerae . Учитывая способность детерминант вирулентности перемещаться между штаммами, эти авирулентные бактерии представляют собой резервуар потенциальных новых эпидемических штаммов.Ограничивающим скорость событием, контролирующим появление новых штаммов, может быть их контакт друг с другом в среде, подходящей для переноса генов (то есть в кишечнике). Полученные нами сведения о системе V. cholerae предоставляют нам не только модели появления этого патогена, но и модели того, как у бактерий развиваются координационные регуляторные системы, контролирующие вирулентность. Теперь мы знаем, что среда внутри хозяина играет важную роль в модуляции экспрессии фактора вирулентности.То, что перенос элементов, которые кодируют факторы вирулентности между бактериями, также должен зависеть от экспрессии этих же факторов вирулентности, шокирует, но понятно [15]. Ясно, что эволюционные отношения между всеми тремя сторонами в этом взаимодействии (бактериофаг, бактерия и человек-хозяин) тесно зависят друг от друга и эффективно происходят только в одном месте — в кишечном тракте человека.

Список литературы

[1]

(

1959

) В:

Холера

.

Всемирная организация здравоохранения

,

Женева

. [2]

(

1993

)

Крупная вспышка клинической холеры, вызванная Vibrio cholerae non-O1 в Бангладеш

.

Ланцет

341

,

704

. [3]

(

1994

)

Распространение холерного вибриона O139 Бенгалия в Индии

.

J. Infect. Дис.

169

,

1029

1034

. [4]

(

1996

)

Клонирование и последовательность области, кодирующей поверхностный полисахарид Vibrio cholerae O139, и характеристика сайта вставки в хромосому Vibrio cholerae O1

.

Мол. Microbiol.

19

,

815

826

. [5]

(

1992

)

Холерный энтеротоксин (холераген): историческая перспектива

.В:

Cholera

(, ред.), Стр.

155

187

.

Пленум

,

Нью-Йорк, Нью-Йорк

. [6]

(

1987

)

Использование слияний генов phoA для идентификации фактора колонизации пилуса, координируемого с помощью холерного токсина

.

Proc. Natl. Акад. Sci. США

84

,

2833

2837

. [7]

(

1992

)

Координировать экспрессию генов вирулентности с помощью ToxR в Vibrio cholerae

.

Мол. Microbiol.

6

,

451

458

. [8]

(

1988

)

Токсин, токсин-корегулируемые пили и регулон toxR необходимы для патогенеза Vibrio cholerae у людей

.

J. Exp. Med.

168

,

1487

1492

. [9]

(

1983

)

Гены холерного токсина: нуклеотидная последовательность, делеционный анализ и разработка вакцины

.

Природа

306

,

551

557

. [10]

(

1993

)

Генетический элемент CTX кодирует систему сайт-специфической рекомбинации и фактор колонизации кишечника

.

Proc. Natl. Акад. Sci. США

90

,

3750

3754

. [11]

(

1996

)

Лизогенная конверсия нитчатым фагом, кодирующим токсин холеры

.

Наука

272

,

1910

1914

. [12]

(

1992

)

Второй холерный токсин, Zot, и его кодируемые плазмидой и фагом гомологи составляют группу предполагаемых АТФ-аз с измененным пуриновым NTP-связывающим мотивом

.

FEBS Lett.

312

,

3

6

. [13]

(

1995

)

Характеристика бактериофага K139 Vibrio cholerae и использование нового мини-транспозона для идентификации кодируемого фагом фактора вирулентности

.

Мол. Microbiol.

18

,

685

701

. [14]

(

1996

)

Новый тип конъюгированного транспозона кодирует устойчивость к сульфаметоксазолу, триметоприму и стрептомицину у Vibrio cholerae O139

.

J. Bacteriol.

178

,

4157

4165

. [15]

(

1996

)

Модуляция горизонтального переноса генов у патогенных бактерий с помощью сигналов in vivo

.

Ячейка

87

,

795

798

.

© 1997 Федерация европейских микробиологических обществ.

Холерный токсин — обзор

Помимо того, что CT и LT являются сильными иммуногенами слизистой оболочки, они также являются мощными адъювантами слизистой оболочки (Holmgren et al. , 1993). Они сильно усиливают иммуногенность большинства других антигенов, независимо от того, связаны ли они с токсинами или просто смешаны с ними, при условии, что другой антиген вводится одновременно и на той же поверхности слизистой оболочки, что и токсины.Однако, поскольку как CT, так и LT обычно считаются слишком токсичными для использования человеком, в последнее время были предприняты большие усилия, чтобы определить, можно ли разделить адъювантную и токсическую активности в качестве основы для разработки адъювантов слизистой оболочки для использования человеком. .

Адъювантное действие CT и LT

CT и LT может влиять на несколько этапов индукции иммунного ответа слизистой оболочки. Эти эффекты, которые по отдельности или в комбинации могут объяснить их сильное адъювантное действие после пероральной иммунизации, включают: (i) повышенную проницаемость кишечного эпителия, ведущую к усиленному поглощению совместно вводимого антигена; (ii) усиление презентации антигена различными APC; (iii) стимулирование дифференцировки изотипов в В-клетках, приводящее к повышенному образованию IgA; и (iv) комплексное стимулирующее, а также ингибирующее действие на пролиферацию Т-клеток и продукцию цитокинов.Кроме того, было показано, что CT и LT не только предотвращают индукцию пероральной толерантности, но также отменяют эффективные схемы индукции толерантности путем перорального введения антигена (Holmgren et al. , 1993; Lycke, 1997).

Среди этих многих эффектов те, которые приводят к усиленной презентации антигена различными APC, вероятно, имеют наибольшее значение для адъювантной активности. СТ заметно увеличивает презентацию антигена дендритными клетками (ДК), макрофагами и В-клетками, а также было обнаружено, по крайней мере, in vitro , чтобы сделать эпителиальные клетки кишечника эффективными APC (Gagliardi et al., 2002). В соответствии с этой активностью CT активирует экспрессию молекул MHC / HLA-DR, костимулирующих молекул CD80 / B7.1 и CD86 / B7.2, а также хемокиновых рецепторов, таких как CCR7 и CXCR4, как на мышах, так и на мышах. человеческий DC и другие APC (Gagliardi et al. , 2002; Eriksson et al. , 2003). Важно отметить, что CT также индуцирует секрецию IL-1 из DC (Eriksson et al. 2003), таким образом подтверждая аналогичные наблюдения, сделанные ранее для макрофагов. IL-1 не только индуцирует созревание DC, но и сам по себе является эффективным адъювантом слизистой оболочки при совместном введении с белковыми антигенами и может опосредовать значительную часть адъювантной активности CT (Staats and Ennis, 1999).

Было заявлено, что СТ в первую очередь индуцирует иммунные ответы типа Th3, характеризующиеся наличием CD4 + Т-клеток, продуцирующих IL-4, IL-5, IL-6 и IL-10, и продуцированием антител IgA, IgG1 и IgE. С другой стороны, сообщалось, что LT вызывает смешанный иммунный ответ Th2- и Th3-типа. Однако другие исследования показали, что CT также может вызывать смешанные типы иммунных ответов Th2 и Th3, в отличие от CTB, которые, по-видимому, вызывают более ограниченный тип иммунного ответа Th3 (Eriksson et al., 2003). Таким образом, DC, который был предварительно обработан in vitro белковым антигеном (овальбумин, OVA), связанным или смешанным с CT, а затем введен мышам антиген-специфическим образом, индуцировал как Th2-, так и CTL-ответы в дополнение к Ответ Th3. Напротив, импульсный DC in vitro с OVA, связанным с CTB, вызывает только иммунный ответ типа Th3.

Метаболиты, производные комменсала, определяют патогенез холерного вибриона в кишечнике хозяина | Микробиом

  • 1.

    Yoon MY, Min KB, Lee KM, Yoon Y, Kim Y, Oh YT и др. Один ген комменсального микроба влияет на восприимчивость хозяина к кишечной инфекции. Nat Commun. 2016; 7: 11606.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 2.

    Сяо А., Ахмед А.М., Субраманиан С., Гриффин Н.В., Дрюри Л.Л., Петри В.А. мл. И др. Члены кишечной микробиоты человека участвуют в выздоровлении от инфекции Vibrio cholerae. Природа. 2014. 515 (7527): 423–6.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 3.

    Мидани Ф.С., Вейл А.А., Чоудхури Ф., Бегум Ю.А., Хан А.И., Дебела М.Д. и др. Микробиота кишечника человека позволяет прогнозировать восприимчивость к инфекции холерного вибриона. J Infect Dis. 2018; 218 (4): 645–53.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 4.

    Чжао В., Каро Ф., Робинс В., Мекаланос Дж. Дж.Антагонизм к кишечной микробиоте и его влияние на вирулентность холерного вибриона. Наука. 2018; 359 (6372): 210–3.

    PubMed CAS Статья Google ученый

  • 5.

    Юрист-Даутш С., Арриета МС, Фогт С.Л., Финли ББ. Контроль кишечных патогенов с помощью микробиоты желудочно-кишечного тракта. Анну Рев Жене. 2014; 48: 361–82.

    PubMed CAS Статья Google ученый

  • 6.

    McKenney PT, Pamer EG. От шумихи к надежде: микробиота кишечника при кишечных инфекционных заболеваниях. Клетка. 2015; 163 (6): 1326–32.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 7.

    Камада Н., Сео Су, Чен Г.Й., Нуньес Г. Роль кишечной микробиоты в иммунитете и воспалительных заболеваниях. Nat Rev Immunol. 2013. 13 (5): 321–35.

    PubMed CAS Статья Google ученый

  • 8.

    Schmidt TSB, Raes J, Bork P. Микробиом кишечника человека: от ассоциации к модуляции. Клетка. 2018; 172 (6): 1198–215.

    PubMed CAS Статья Google ученый

  • 9.

    Андерсон М.К., Вонаеш П., Саффариан А., Мартейн Б.С., Сансонетти П.Дж. Shigella sonnei кодирует функциональный T6SS, используемый для межбактериальной конкуренции и занятия ниши. Клеточный микроб-хозяин. 2017; 21 (6): 769–76 e3.

    PubMed CAS Статья Google ученый

  • 10.

    Kommineni S, Bretl DJ, Lam V, Chakraborty R, Hayward M, Simpson P и др. Продукция бактериоцина усиливает нишевую конкуренцию энтерококков в желудочно-кишечном тракте млекопитающих. Природа. 2015; 526 (7575): 719–22.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 11.

    Гарсия-Байона Л., Комсток, LE. Бактериальный антагонизм в микробных сообществах, связанных с хозяином. Наука. 2018; 361 (6408).

    PubMed Статья CAS Google ученый

  • 12.

    Dethlefsen L, Huse S, Sogin ML, Relman DA. Всестороннее воздействие антибиотика на микробиоту кишечника человека, что выявлено глубоким секвенированием 16S рРНК. PLoS Biol. 2008; 6 (11): e280.

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

  • 13.

    Рассел С.Л., Голд М.Дж., Рейнольдс Л.А., Виллинг Б.П., Димитриу П., Торсон Л. и др. Перинатальные изменения микробиоты кишечника, вызванные приемом антибиотиков, по-разному влияют на воспалительные заболевания легких.J Allergy Clin Immunol. 2015; 135 (1): 100–9.

    PubMed CAS Статья Google ученый

  • 14.

    Гаспаррини А.Дж., Крофтс Т.С., Гибсон М.К., Тарр П.И., Уорнер Б.Б., Дантас Г. Нарушение антибиотиками микробиома кишечника недоношенных детей и резистома. Кишечные микробы. 2016; 7 (5): 443–9.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 15.

    Детлефсен Л., Релман Д.А.Неполное восстановление и индивидуальные ответы микробиоты дистальных отделов кишечника человека на повторяющееся воздействие антибиотиков. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2011; 108 (Приложение 1): 4554–61.

    PubMed CAS Статья Google ученый

  • 16.

    Sprinz H, Kundel DW, Dammin GJ, Horowitz RE, Schneider H, Formal SB. Ответ стерильной морской свинки на оральное бактериальное заражение Escherichia coli и Shigella flexneri. Am J Pathol. 1961; 39: 681–95.

    PubMed PubMed Central CAS Google ученый

  • 17.

    Секиров И., Там Н.М., Йогова М., Робертсон М.Л., Ли Ю., Лупп С. и др. Вызванные антибиотиками нарушения микробиоты кишечника изменяют восприимчивость хозяина к кишечной инфекции. Infect Immun. 2008. 76 (10): 4726–36.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 18.

    Buffie CG, Jarchum I, Equinda M, Lipuma L, Gobourne A, Viale A и др.Глубокие изменения кишечной микробиоты после однократного приема клиндамицина приводят к устойчивой восприимчивости к колиту, вызванному Clostridium difficile. Infect Immun. 2012. 80 (1): 62–73.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 19.

    Theriot CM, Koenigsknecht MJ, Carlson PE Jr, Hatton GE, Nelson AM, Li B, et al. Вызванные антибиотиками изменения в микробиоме и метаболоме кишечника мыши повышают восприимчивость к инфекции Clostridium difficile.Nat Commun. 2014; 5: 3114.

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

  • 20.

    Убеда С., Таур Ю., Дженк Р.Р., Эквинда М.Дж., Сон Т., Самштейн М. и др. Устойчивый к ванкомицину Enterococcus преобладание кишечной микробиоты становится возможным благодаря лечению антибиотиками у мышей и предшествует инвазии кровотока у людей. J Clin Invest. 2010. 120 (12): 4332–41.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 21.

    Vogt SL, Pena-Diaz J, Finlay BB. Химическая коммуникация в кишечнике: влияние метаболитов, продуцируемых микробиотой, на бактериальные патогены желудочно-кишечного тракта. Анаэроб. 2015; 34: 106–15.

    PubMed CAS Статья Google ученый

  • 22.

    Нг К.М., Феррейра Дж. А., Хиггинботтом С.К., Линч Дж. Б., Кашьяп П.С., Гопинатх С. и др. Высвобожденные микробиотой сахара хозяина способствуют распространению кишечных патогенов после приема антибиотиков. Природа. 2013; 502 (7469): 96–9.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 23.

    Jump RL, Polinkovsky A, Hurless K, Sitzlar B, Eckart K, Tomas M, et al. Метаболомический анализ позволяет идентифицировать биомаркеры устойчивости к колонизации у мышей, получавших клиндамицин, на основе кишечной микробиоты. PLoS One. 2014; 9 (7): e101267.

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

  • 24.

    Кабальеро С., Ким С., Картер Р.А., Лейнер И.М., Сусак Б., Миллер Л. и др. Совместные комменсалы восстанавливают устойчивость к колонизации устойчивым к ванкомицину Enterococcus faecium. Клеточный микроб-хозяин. 2017; 21 (5): 592–602 e4.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 25.

    Секиров И., Финлей ББ. Роль кишечной микробиоты в кишечной инфекции. J Physiol. 2009. 587 (Pt 17): 4159–67.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 26.

    Чуа К., Хоуден Б.П. Лечение грамположительных инфекций: обновленная информация о ванкомицине и причины, причины и доказательная база для непрерывной инфузии анти-грамположительных антибиотиков. Curr Opin Infect Dis. 2009. 22 (6): 525–34.

    PubMed CAS Статья Google ученый

  • 27.

    Hecht DW. Распространенность устойчивости к антибиотикам у анаэробных бактерий: тревожные события. Clin Infect Dis. 2004. 39 (1): 92–7.

    PubMed Статья Google ученый

  • 28.

    Ласк Р.Х., Фекети Ф.Р.-младший, Сильва-младший, Бодендорфер Т., Девайн Б.Дж., Каваниши Х. и др. Желудочно-кишечные побочные эффекты терапии клиндамицином и ампициллином. J Infect Dis. 1977; 135 (Дополнение): S111–9.

    PubMed Статья Google ученый

  • 29.

    Дуглас Р.Л., Кислак Дж.В. Лечение бактериемии Bacteroides fragilis клиндамицином. J Infect Dis. 1973; 128 (4): 569–71.

    PubMed CAS Статья Google ученый

  • 30.

    Томиока С., Кобаяши Ю. Бактериологические исследования инфекций Bacteroides fragilis и лечение клиндамицином для внутривенной инъекции (авторский перевод). Jpn J Antibiot. 1977; 30 (1): 30–5.

    PubMed CAS Google ученый

  • 31.

    Хирата Н., Хирамацу К., Киши К., Ямасаки Т., Ичимия Т., Насу М. Предварительная обработка мышей клиндамицином улучшает выживаемость при эндотоксическом шоке за счет модуляции высвобождения воспалительных цитокинов.Антимикробные агенты Chemother. 2001. 45 (9): 2638–42.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 32.

    Киши К., Хираи К., Хирамацу К., Ямасаки Т., Насу М. Клиндамицин подавляет выработку эндотоксина, выделяемого цефтазидимом Escherichia coli O55: B5, и последующее производство фактора некроза опухоли альфа и интерлейкина-1 бета. Антимикробные агенты Chemother. 1999. 43 (3): 616–22.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 33.

    Накано Т., Хирамацу К., Киши К., Хирата Н., Кадота Дж., Насу М. Клиндамицин модулирует индукцию воспалительных цитокинов в перитонеальных макрофагах мыши, стимулированных липополисахаридами. Антимикробные агенты Chemother. 2003. 47 (1): 363–7.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 34.

    Веринга Е.М., Верхоф Дж. Клиндамицин в субингибирующих концентрациях усиливает зависимый от антител и комплемента фагоцитоз полиморфно-ядерными лейкоцитами человека Staphylococcus aureus.Химиотерапия. 1987. 33 (4): 243–9.

    PubMed CAS Статья Google ученый

  • 35.

    Веринга Е.М., Ламбе Д.В. мл., Фергюсон Д.А. мл., Верхоф Дж. Усиление опсонофагоцитоза Bacteroides spp. клиндамицином в субингибирующих концентрациях. J Antimicrob Chemother. 1989. 23 (4): 577–87.

    PubMed CAS Статья Google ученый

  • 36.

    Сакамото М., Бенно Ю.Реклассификация Bacteroides distasonis, Bacteroides goldsteinii и Bacteroides merdae как Parabacteroides distasonis gen. ноя, гребешок. nov., Parabacteroides goldsteinii comb. ноя и Parabacteroides merdae гребешок. ноя Int J Syst Evol Microbiol. 2006; 56 (Pt 7): 1599–605.

    PubMed CAS Статья Google ученый

  • 37.

    Сонг Й., Лю С., Ли Дж., Боланос М., Вайсанен М.Л., Finegold SM. «Bacteroides goldsteinii sp. Nov.» выделен из клинических образцов кишечного происхождения человека.J Clin Microbiol. 2005. 43 (9): 4522–7.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 38.

    Oh YT, Park Y, Yoon MY, Bari W, Go J, Min KB и др. Производство холерного токсина во время анаэробного дыхания N-оксидом триметиламина опосредуется строгим ответом на холерный вибрион. J Biol Chem. 2014. 289 (19): 13232–42.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 39.

    Юн СС, Мекаланос Дж. Дж. Синтез 2,3-бутандиола и появление биотипа Vibrio cholerae Эль-Тор. Infect Immun. 2006. 74 (12): 6547–56.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 40.

    Rhine JA, Taylor RK. Последовательности пилина TcpA и требования к колонизации холерного вибриона O1 и O139. Mol Microbiol. 1994. 13 (6): 1013–20.

    PubMed CAS Статья Google ученый

  • 41.

    Умесаки Ю., Сетояма Х. Иммунные ответы мышей на орально введенный asialo GM1-специфический кроличий IgG в присутствии или в отсутствие холерного токсина. Иммунология. 1992. 75 (2): 386–8.

    PubMed PubMed Central CAS Google ученый

  • 42.

    Сато E, Uezato T, Fujita M, Nishimura K. Профили развития гликолипидов в тонком кишечнике мышей. J Biochem. 1982; 91 (6): 2013–9.

    PubMed CAS Статья Google ученый

  • 43.

    Арумугам М., Раес Дж., Пеллетье Э., Ле Пелье Д., Ямада Т., Менде Д. Р. и др. Энтеротипы микробиома кишечника человека. Природа. 2011; 473: 174.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 44.

    Нагпал Р., Ван С., Солберг Вудс Л.С., Сеши О., Чунг С.Т., Шивели К.А. и др. Сравнительные сигнатуры микробиома и короткоцепочечные жирные кислоты у мышей, крыс, нечеловеческих приматов и человеческих фекалий. Front Microbiol. 2018; 9: 2897.

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  • 45.

    Нгуен Т.Л., Виейра-Силва С., Листон А., Раес Дж. Насколько информативна мышь для исследования микробиоты кишечника человека? Dis Model Mech. 2015; 8 (1): 1–16.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 46.

    Проект «Микробиом человека» C, Хаттенхауэр С., Геверс Д., Найт Р., Абубакер С., Баджер Дж. Х. и др.Структура, функции и разнообразие микробиома здорового человека. Природа. 2012; 486: 207.

  • 47.

    Дик Л.К., Бернхард А.Е., Бродер Т.Дж., Санто-Доминго Дж. В., Симпсон Дж. М., Уолтерс С.П. и др. Распределение хозяев некультивируемых фекальных бактерий Bacteroidales выявляет генетические маркеры для идентификации источника фекалий. Appl Environ Microbiol. 2005. 71 (6): 3184–91.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 48.

    Lange K, Buerger M, Stallmach A, Bruns T. Влияние антибиотиков на микробиоту кишечника. Dig Dis. 2016; 34 (3): 260–8.

    PubMed Статья Google ученый

  • 49.

    Моди С.Р., Коллинз Дж. Дж., Релман Д.А. Антибиотики и микробиота кишечника. J Clin Invest. 2014. 124 (10): 4212–8.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 50.

    Bouladoux N, Harrison OJ, Belkaid Y.Мышиная модель заражения Citrobacter rodentium. Curr Protoc Immunol. 2017; 119: 19.5.1–5.25.

  • 51.

    Deng H, Yang S, Zhang Y, Qian K, Zhang Z, Liu Y, et al. Bacteroides fragilis предотвращает инфицирование Clostridium difficile на модели мышей за счет восстановления кишечного барьера и регуляции микробиома. Front Microbiol. 2018; 9: 2976.

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  • 52.

    Клозе К.Е. Мышь-сосунок модель холеры.Trends Microbiol. 2000. 8 (4): 189–91.

    PubMed CAS Статья Google ученый

  • 53.

    Ричи Дж. М., Руи Х., Бронсон РТ. Waldor MK. Назад в будущее: изучение патогенеза холеры на новорожденных кроликах. mBio. 2010; 1 (1): e00047–10.

    PubMed Google ученый

  • 54.

    Angelichio MJ, Spector J, Waldor MK, Camilli A. Динамика популяции кишечника в модели инфекции на мышах-сосунках.Инфекция и иммунитет. 1999; 67 (8): 3733.

    PubMed PubMed Central CAS Google ученый

  • 55.

    Нигрен Э., Ли Б.Л., Холмгрен Дж., Аттридж С.Р. Создание модели взрослых мышей для прямой оценки эффективности вакцин против холерного вибриона. Infect Immun. 2009. 77 (8): 3475–84.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 56.

    Sawasvirojwong S, Srimanote P, Chatsudthipong V, Muanprasat C. Модель диареи, вызванной холерным вибрионом у взрослых мышей, для изучения патогенеза и потенциальной терапии холеры. PLoS Negl Trop Dis. 2013; 7 (6): e2293.

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  • 57.

    Херрингтон Д.А., Холл Р.Х., Лосонский Г., Мекаланос Д.Дж., Тейлор Р.К., Левин М.М. Токсин, пили, регулируемые токсином, и регулон toxR важны для патогенеза холерного вибриона у человека.J Exp Med. 1988. 168 (4): 1487–92.

    PubMed CAS Статья Google ученый

  • 58.

    Attridge SR, Wallerstrom G, Qadri F, Svennerholm AM. Обнаружение антител к пили, корегулируемым токсином, в сыворотке крови больных холерой. Infect Immun. 2004. 72 (3): 1824–187.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 59.

    Кребс С.Дж., Тейлор РК.Защита и прикрепление Vibrio cholerae, опосредованное токсин-корегулируемыми пилусами в модели новорожденных мышей. J Bacteriol. 2011. 193 (19): 5260–70.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 60.

    Fletcher CM, Coyne MJ, Villa OF, Chatzidaki-Livanis M, Comstock LE. Общая система O-гликозилирования, важная для физиологии основного кишечного симбионта человека. Клетка. 2009. 137 (2): 321–31.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 61.

    Hooper LV, Midtvedt T, Gordon JI. Как взаимодействия хозяина и микробов формируют питательную среду кишечника млекопитающих. Annu Rev Nutr. 2002; 22: 283–307.

    PubMed CAS Статья Google ученый

  • 62.

    Backhed F, Ley RE, Sonnenburg JL, Peterson DA, Gordon JI. Хозяин-бактериальный мутуализм в кишечнике человека. Наука. 2005; 307 (5717): 1915–20.

    PubMed Статья CAS Google ученый

  • 63.

    Ракофф-Нахум S, Фостер KR, Комсток LE. Эволюция сотрудничества внутри кишечной микробиоты. Природа. 2016; 533: 255.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 64.

    Sun Y, O’Riordan MXD. Регулирование бактериального патогенеза с помощью короткоцепочечных жирных кислот кишечника. Успехи прикладной микробиологии. 2013; 85: 93–118.

    PubMed PubMed Central Статья Google ученый

  • 65.

    Fu Y, Ho BT, Mekalanos JJ. Отслеживание межклеточных взаимодействий холерного вибриона во время инфекции позволяет выявить динамику популяции бактерий в кишечном микроокружении. Клеточный хозяин и микроб. 2018; 23 (2): 274-81.e2.

    Артикул CAS Google ученый

  • 66.

    Альмагро-Морено С., Бойд Э. Ф. Катаболизм сиаловой кислоты дает конкурентное преимущество патогенным холерным вибрионам в кишечнике мышей. Infect Immun. 2009. 77 (9): 3807–16.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 67.

    Мария Спаньуоло А., ДиРита В., Киршнер Д. Модель колонизации холерного вибриона в кишечнике человека. Журнал теоретической биологии. 2011; 289: 247–58.

    Артикул Google ученый

  • 68.

    Редди Г., Прусс К., Коттингем К.Л., Тейлор Р.К., Альмагро-Морено С. Катаболизм компонентов слизи влияет на подвижность холерного вибриона в присутствии резервуаров окружающей среды.PLOS ONE. 2018; 13 (7): e0201383.

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

  • 69.

    McDonald ND, Lubin J-B, Chowdhury N, Boyd EF. Сиаловые кислоты, происходящие из организма хозяина, являются важным источником питательных веществ, необходимых для оптимальной пригодности бактерий in vivo . mBio. 2016; 7 (2): e02237–15.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 70.

    Рамакришна Б.С., Матан VI. Дисфункция толстой кишки при острой диарее: роль короткоцепочечных жирных кислот просвета. Кишечник. 1993; 34 (9): 1215.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 71.

    Баумлер А.Дж., Сперандио В. Взаимодействие между микробиотой и патогенными бактериями в кишечнике. Природа. 2016; 535 (7610): 85–93.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 72.

    Patra T, Koley H, Ramamurthy T, Ghose AC, Nandy RK. Путь Энтнера-Дудорова является обязательным для утилизации глюконата и способствует патогенности холерного вибриона. J Bacteriol. 2012. 194 (13): 3377–85.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 73.

    Ли К.М., Пак Й., Бари В., Юн М.Ю., Го Дж., Ким С.К. и др. Активация выработки холерного токсина анаэробным дыханием N-оксида триметиламина у Vibrio cholerae.J Biol Chem. 2012. 287 (47): 39742–52.

    PubMed PubMed Central CAS Статья Google ученый

  • 74.

    Охаши Ю., Хираяма А., Исикава Т., Накамура С., Симидзу К., Уэно Ю. и др. Изображение изменений метаболома у Escherichia coli, лишенных гистидина, с помощью CE-TOFMS. Мол Биосист. 2008. 4 (2): 135–47.

    PubMed CAS Статья Google ученый

  • 75.

    Оога Т., Сато Х., Нагашима А., Сасаки К., Томита М., Сога Т. и др.Метаболомная анатомия модели животных, демонстрирующая гомеостатический дисбаланс при дислипидемии. Мол Биосист. 2011; 7 (4): 1217–23.

    PubMed CAS Статья Google ученый

  • 76.

    Сугимото М., Вонг Д.Т., Хираяма А., Сога Т., Томита М. Метаболомика слюны на основе масс-спектрометрии капиллярного электрофореза определила профили, специфичные для рака полости рта, груди и поджелудочной железы. Метаболомика. 2010. 6 (1): 78–95.

    PubMed CAS Статья Google ученый

  • Вазоактивный кишечный пептид (VIP) в патогенезе холеры — описательное исследование — Global Task Force on Cholera Control

    Краткое описание проекта

    Фон

    Холера — это быстро обезвоживающее диарейное заболевание, которое остается глобальной угрозой для здоровья населения.По недавним оценкам, в странах, эндемичных по холере, зарегистрировано около 2,8 миллиона случаев холеры и 91 500 случаев смерти от холеры. На сегодняшний день не существует лекарств, которые могли бы быстро уменьшить холерный понос.

    Пробел в знаниях

    В настоящее время не проводились исследования, чтобы понять, является ли вазоактивный кишечный полипептид (VIP) медиатором в патогенезе холеры.

    Актуальность

    Если VIP является медиатором холерной диареи, антагонисты / блокаторы VIP могут значительно уменьшить холерный понос.Надеюсь, это может снизить заболеваемость и смертность от холеры в эндемичных странах.

    Цели

    Для определения уровней VIP в стуле холеры рисвотер и в плазме пациентов, полученных одновременно, как до, так и после коррекции тяжелого обезвоживания с использованием стандартной внутривенной регидратации и поддерживающей терапии. Тем самым подтвердить роль VIP в патофизиологии холеры.

    Методы

    Это будет описательное исследование, в исследуемую популяцию войдут пациенты любого пола в возрасте от 18 до 64 лет, посещающие больницу ICDDR в Дакке b с тяжелым обезвоживанием из-за холеры.Образцы стула и венозной крови из ректального катетера будут взяты непосредственно перед началом регидратационной терапии, после регидратации, через 24 часа после регидратации и перед выпиской.

    Показатели / переменные результата

    Первичным критерием оценки будет уровень VIP стула и плазмы до и после коррекции тяжелого обезвоживания. , и общий объем полученного ПРС, развитие серьезных осложнений по решению лечащего врача.

    Краткое содержание

    Холера — это диарейное заболевание, которое может быстро вызвать сильное обезвоживание. Холера остается глобальной угрозой общественному здоровью. По недавним оценкам, в странах, эндемичных по холере, зарегистрировано около 2,8 миллиона случаев холеры и 91 500 случаев смерти от холеры. На сегодняшний день не существует лекарств, которые могли бы быстро уменьшить холерный понос. В настоящее время не проводились исследования, чтобы понять, является ли вазоактивный кишечный пептид (VIP) медиатором в патогенезе холеры.Если VIP является медиатором холерной диареи, антагонисты / блокаторы VIP могут значительно уменьшить холерный понос. Надеюсь, это может снизить заболеваемость и смертность от холеры в эндемичных странах.

    Потенциал воздействия на общественное здоровье или принятие решений в области глобального здравоохранения

    Если VIP является медиатором холерной диареи, антагонисты / блокаторы VIP могут значительно уменьшить холерный понос. Надеюсь, это может снизить заболеваемость и смертность от холеры в эндемичных странах.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.