Роль ентеропатогенних кишкових паличок у розвитку гострого ентероколіту

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Роль ентеропатогенних кишкових паличок у розвитку гострого ентероколіту

У загальній структурі інфекційної патології гострі кишкові інфекції посідають основне місце [1-6]. Щорічно у світі реєструють близько мільярда діарейних захворювань [7-9]. Усе більшого значення в останній час набувають ешеріхіози. У багатьох країнах ешеріхіози, спричинені енте - рогеморагічними E.coli, стали розглядатись як проблема державного рівня у системі охорони здоров'я населення [12]. У розвинених країнах на людину припадає в середньому не менше 3 епізодів діареї в рік, близько 2,5-3,2 млн випадків гастроентеритів закінчуються летально [10-12].

На жаль, в Україні відсутня інформація щодо поширення даної патології. Тому проблема своєчасної діагностики, лікування та специфічної профілактики захворювань, спричинених ешерихіями, є надзвичайно актуальною.

Мета дослідження: дослідити рівень та роль ентеропатогенних кишкових паличок у розвитку гострих ентероколітів (ГЕК).

Матеріали та методи

Дослідження проводили із дотриманням основних положень Конвенції Ради Європи про права людини та біомедицину, Гельсінської декларації Всесвітньої медичної асоціації про етичні принципи виконання наукових медичних досліджень за участю людини на базі інфекційного та терапевтичного відділень Кам'янець-Подільської міської лікарні №1 з травня 2014 року по грудень 2016 року. Було проведено проспективне дослідження 153 осіб з підозрою на ешерихіоз. Етап скринінгу пройшли 95 хворих, у яких бактеріологічним шляхом виділили та ідентифікували із порожнини товстої кишки (ТК) ентеропатогенні (ЕПКП), ентеротоксигенні (ЕТКП), ентероінвазивні (ЕІКП), ентерогеморагічні (ЕГКП), чи/та ентероадгезивні (ЕАКП) кишкові палички. Також звертали увагу на наявність інших патогенних збудників (сальмонел, шигел, кампілобактера тощо), при їхньому додатковому виявленні хворих виключали із дослідження. Особи, які пройшли скринінг, підписали інформовану згоду на участь у дослідженні із наступним проведенням комплексу анамнестично-клінічних та лабораторно-інструментальних обстежень.

Мікробіологічні дослідження проводили на базі кафедри мікробіології ВДНЗ України «Буковинський державний медичний університет». Клінічний діагноз ГЕК виставляли на підставі типових скарг, анамнезу, результатів клініко-лабо - раторних у тому числі мікробіологічних досліджень, кодували відповідно до МКХ-10: A04.8 - Гастроентероколіт гострий підтверджений, A04.9 - Гастроентероколіт гострий.

Вік хворих коливався від 25 до 52 років (у середньому 38,66±3,11 року). Серед обстежених були 62 жінки (65,26%) і 33 чоловіка (34,74%).

Для мікробіологічного дослідження брали свіжі випорожнення (не більше 2 год). Вміст порожнини ТК доставляли у консерванті, зберігали при температурі 2-6°С; вміст, доставлений без консерванту, суспендували у фізіологічному розчині у співвідношенні 1:10 (10^-1) із наступною титрацією проб від 10^-1 до 10^-9. Вміст трьох останніх пробірок висівали на живильні середовища Ендо, Плоскирєва і вісмут-сульфіт агар (ВСА). Посіви розміщали у термостаті при температурі 37°С на 18-24 год, при посіві на ВСА - на 48 год. Колонії мікроорганізмів вивчали візуально. Відбір лактозонегативних і слаб коферментуючих колоній, їхнє порівняння з лактозопозитив - ними з металічним блиском проводили під контролем реакції аглютинації (РА) на склі з полівалентною 0КА-сироваткою.

Другу частину колонії, що давала позитивну РА, засівали на скошений слабколужний м'ясо-пептонний агар (МПА) для накопичення чистої культури. Для визначення продукції ка - талази в E. coli використовували 3% розчин пероксиду водню. Отримані результати перевіряли в орієнтовній РА з полівалентною сироваткою 0КА. Позитивні культури піддавались подальшому дослідженню з полівалентними сироватками вузького спектру 0КВ, 0КС, 0КД і 0КЕ. Після цього проводили РА культур із моновалентними типоспецифічними сироватками. Для підвищення вірогідності отриманих результатів ставили контроль сироватки і культури. При вивченні популяційного рівня ЕПКП із урахуванням того, що число ешерихій на одиницю маси (1,0 г) досягає мільйонів, результати виражали у десяткових логарифмах кількості життєздатних (колонієутворювальних) ешерихій (lg КУО/г).

Таблиця 1. Таксономічний склад виділених ентеропатогенних ешерихій у вмісті порожнини товстої кишки хворих на гострий гастроентероколіт

Таблиця 2. Ентеропатогенні ешерихії, що спричинюють ешерихіоз різного ступеня тяжкості

Статистичне оброблення проводили за допомогою прикладних програм MS® Excel® 2003™, Primer of Biostatistics® 6.05 та Statistica® 7.0 (StatSoft Inc., США). Достовірність даних для незалежних вибірок вираховували із застосуванням двовибіркового t-критерію Student (за розподілу близькому до нормального) або U-критерію Wilcoxon - Mann-Whitney (за нерівномірному розподілу). Дані наведені у вигляді M±m. Різницю вважали достовірною за р<0,05.

Результати дослідження та їх обговорення

За даними імунотипування штамів E.coli диференціюють 173 сероваріанти. Основним є поділ за 0-антигеном, саме з ним пов'язана вірулентність і патогенність E.coli. Отримані результати таксономічного складу ентеропатогенних еше - рихій наведені у табл. 1. У 95 обстежених виділено та ідентифіковано 100 штамів E.coli, тобто в окремих хворих наявні асоціації ЕПКП: у 5-ти хворих на гострий ешерихіоз (ГЕК) виділено по 2 штами ЕПКП, а у 40-а - по одному штаму різних за антигенною структурою ЕПКП. Ентероадгезивних ешерихій не ізольовано у жодного хворого.

Із 95 хворих у 57 (60,0%) був клінічно наявний коліенте - рит, у 24 (25,26%) - дизентерієподібний клінічний перебіг, у 14 (14,74) - найтяжчий холероподібний варіант. Поділ ЕПКП за клінічними симптомокомплексами захворювання (ступенем тяжкості) наведено у табл. 2: сероваріанти E.coli, що спричинюють коліентерити, дизентерієподібні і холероподібні клінічні варіанти у дорослих.

ентероколіт ешерихія кишковий

Таблиця 3. Популяційний рівень ешерихій порожнини товстої кишки хворих на гострий ешерихіоз

Згідно з затвердженими міжнародними принципами серологічної індентифікації E.coli при встановленні антигеної структури мікроорганізма перше місце посідають соматичний антиген (0-антиген), друге - К-антиген за необхідності, третє - Н - антиген. За даними імунотипування E.coli диференціюють 173 сероваріанта 0-антигена, 80 К-антигена і 56 Н-антигена. Головним (базовим) антигеном, що характеризує патогенетичні ознаки мікроба є поділ E.coli на 0-групи за 0-антигеном, що пов'язано з вірулентністю штаму. Наявність патогенетичних механізмів, за серологічними маркерами визначають здатність штаму E.coli визивати ешерехіоз різного ступеня тяжкості.

Нами встановлено, що коліентерити спричинені 10-ма різними за антигенною структурою сероваріантами E.coli: найчастішим збудником коліентериту є сероваріанти 055:К59 (індекс постійності 29,82%), 044:К74 (індекс постійності 12,28%) та 026:К60 і 075:К95. Слід зауважити, що коліентерити спричинені тільки патогенами E.coli, яких виявляли у монокультурі.

Більш складний за ступенем тяжкості ешерехіоз, що перебігає подібно шигельозу (дизентерії), спричинюють інші серовари E.coli (0124:К72; 025:К1; 028 ас:К66 та 0144:К). У 75,0% хворих на дизентерієподібний ешерихіоз виявляли монокультуру E.coli (0124:К72; 025:К1; 028 ас:К66). У двох пацієнтів захворювання зумовлене асоціацією із 2-х серо - варів (0124:К72 і 0144:К).

Відомо, що гени патогенності у різних сероварів ешерихії неоднакові, про що свідчить високий ступінь строкатості антигеної структури E.coli [8-12]. У сероварів E.coli, виділених нами у хворих, що зумовлюють гострий коліентерит, відсутні чи функціонально неактивні гени, які кодують утворення фактора інвазивності, на відміну від сероварів E.coli, що зумовлюють дизентерієподібний перебіг захворювання (0124:К72; 025:К1; 028 ас:К66).

В ЕПКП, які спричинюють холероподібний варіант захворювання, одним із факторів патогенності є термостабільний (STP) і термолабільний токсини (LP), секреція яких контролюється плазмідою Ent (Ent-плазміда) [8-12]. У обстежених нами хворих на холероподібний варіант ГЕК, найчастіше ешерихіоз викликали сероваріанти 0128:К67 та 0127:К63. Останній сероваріант є причиною холероподібного ешерехіозу у монокультурі, як і сероваріант 0126:К71. У 3 (21,43%) хворих на холероподібний ГЕК процес зумовлює асоціація ЕТКП: 0126:К71 і 0128:К67.

У порожнині ТК хворих на гострий діарейний ешерихіоз крім дефіциту біфідобактерій (на 46,65%) і лактобактерій (на 46,39%), мікробіота характеризується контамінацією патогенними та умовно патогенними ентеробактеріями (C.diversus, E.aerogenes, Proteus spp, Hafnia alvei та ін), пептококом, стафілококами і дріжджоподібними грибами роду Candida, зріс популяційний рівень бактероїдів на 69,09%, умовно патогенних пептострептококів - на 59,24%. Встановили підвищення популяційного рівня кишкових паличок у порожнині ТК на 57,77% (табл. 3). Усе це спричинює зниження колонізаційної резистентності слизової оболонки ТК макроорганізму, зменшення активності факторів і механізмів неспецифічного та специфічного імунного-протиінфекційного захисту, дозволяє патогенній мікрофлорі долати бар'єр приепітеліальної біологічної плівки та сприяти транслокації бактеріальних клітин із підвищеною інвазивністю у внутрішнє середовище.

Таким чином, отримана у хворих контамінація біотопу порожнини ТК патогенними ешерихіями (ЕПКП, ЕТКП, ЕІКП і ЕГКП) спочатку призводить до порушення кількісного складу нормальної мікробіоти біотопу за рахунок продукування еше - рихіями коліцинів та інших антибактеріальних речовин, які лімітують ріст і розмноження біфідобактерій і лактобактерій та сприяють проліферації умовно патогенних ентеробактерій, стафілокока, пептокока, клостридії та інших. На тлі порушеного мікробіоценозу реалізуються патогенні властивості ентеро - патогенних, ентеротоксигенних, ентероінвазивних та ентероге - морагічних ешерихій, що зумовлює клінічну маніфестацію ГЕК із поліморфізмом клінічних проявів, які залежать від властивостей збудників та імунологічного статусу хворих [1, 2, 6-12].

Висновки

1. Збудниками гострого діарейного ешерихіозу є ентеро - патогенні кишкові палички у 41,05% хворих; ентеротокси - генні ешерихії - у 29,45% випадків; ентероінвазивні кишкові палички - у 23,16% хворих та ентерогеморагічні кишкові палички - у 11,58% хворих.

2. Клінічна маніфестація гострих діарейних ешерихіозів поліморфна і залежить як від біології збудника, так і від імунологічного статусу макроорганізму: у 90 (94,79%) хворих захворювання спричинював один сероваріант E.coli, у 5 (5,26%) пацієнтів захворювання зумовлене асоціацією ентеропатоген - них ешерихій із двох різних за антигенною структурою таксонів. Гострий коліентерит діагностовано у 57 (60,0%) осіб, дизентерієподібний варіант захворювання - у 24 (25,26%), холероподібний варіант - у 14 (14,74%) хворих.

3. Гострий діарейний ешерихіоз розвивається на тлі порушень таксономічного складу і популяційного рівня автохтонної облігатної анаеробної грампозитивної мікробіоти, зростання кількості бактерій родів Bacteroides, Peptostreptococceus, Clostridium та факультативних анаеробних і аеробних бактерій роду Escherichia, Proteus, Staphylococrns і дріжджо - подібних грибів роду Candida.

Перспективи подальших досліджень. Подальші наукові пошуки спрямовані на аналіз ступеня порушень таксономічного складу і популяційного рівня (дисбактеріозу/дисбіозу) мікробіоти вмісту порожнини ТК у хворих на діарейний еше - рихіоз (коліентерит).

Список литературы

1. Головатюк Л.М. Роль етіологічних чинників у розвитку ушкоджень товстої кишки / Л.М. Головатюк // Вісник морфології. - 2015. - №2. - С. 537-541.

2. Допплерографічні показники кровотоку та товщина «інтима-медіа» черевного відділу аорти у хворих на артеріальну гіпертензію залежно від поліморфізму генів АСЕ (I/D) та AGTR1 (A1166C), зв'язок із дисбіозом кишечнику / О.В. Кушнір, Л.П. Сидорчук, І.А. Плеш, Н.І. Буймістр // Клін. та експеримент. патологія. - 2011. - Т.Х, №1 (35). - C. 91-97

3. Наказ МОЗ України від 29.01.2013 №59 «Про затвердження уніфікованих клінічних Протоколів надання медичної допомоги дітям із захворюваннями органів травлення. Уніфікований протокол медичної допомоги дітям із хронічним неспецифічним виразковим колітом» [Електронний ресурс] / МОЗ України // Медстандардат.пеї - 2013. - Режим доступу: www. moz. gov. ua/ ua/ portal/ dn_20130129_0059.html

Статья поступила в редакцию 23.01.17

4. Наказ МОЗ України від 11.02.2016 №90 «Про затвердження та впровадження меди - ко-технологічних документів зі стандартизації медичної допомоги при запальних захворюваннях кишечника» [Електронний ресурс] / МОЗ України // Медстандардат.пеї. - 2016. - Режим доступу: http: //moz. gov. ua/ ua/ portal/dn_20160211_0090.html

5. Наказ МОЗ України від 04.04.2013 №271 «Про моніторинг надання медичної допомоги дітям, хворим на гастроентерологічні захворювання»/ МОЗ України [Електронний ресурс] // Медстандардат.пеї. - 2013. - Режим доступу: http://www.moz.gov.ua/ua/portal/dn_20130404_ 0271.html

6. Патент №57128 Україна МПК G01N 33/50, G01N 33/569, А61В 8/00. Спосіб діагностики дисбіозу кишечника у хворих на артеріальну гіпертензію з урахуванням генотипу / Кушнір О.В., Сидорчук Л.П.; заявник Сидорчук Л.П., Кушнір О.В. - № заяви 201009323 від 26.07.10; опубл. 10.02. 2011.; бюл. №3.

7. Desin T.S. Antibodies Directed against Shiga - Toxin Producing Escherichia coli Serotype 0103 Type III Secreted Proteins Block Adherence of Heterologous STEC Serotypes to HEp-2 Cells. [Electronic resource] / T.S. Desin, H.G. Townsend, A.A. Potter // PLoS One. - 2015.

- Vol. 10 (10):e0139803. Access mode: https: //www. ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21742003

8. Distinct effects of Lactobacillus plantarum KL30B and Escherichia coli 3A1 on the induction and development of acute and chronic inflammation. [Electronic resource] / M. Strus, K. Okop B. Nowak [et al.] // Cent. Eur. J. Immunol. - 2015.

- Vol. 40 (4). - P.420-30. doi: 10. 5114/ ceji. 2015. 56963. Access mode: https: //www. ncbi. nlm. nih.gov/pubmed/26862305

9. Genome-based Definition of an Inflammatory Bowel Disease-associated Adherent-Invasive Escherichia coli Pathovar [Electronic resource] / M. Desilets, Xi. Deng, C. Rao [et al.] // Inflamm. Bowel Dis. - 2016. - Vol. 22 (1). - P.1-12. doi: 10.1097/MIB.0000000000000574. Access mode: https: //www. ncbi. nlm. nih. gov/ pubmed/26444104

10. Novel fusion antigen displayed-bacterial ghosts vaccine candidate against infection of Escherichia coli 0157:H7 [Electronic resource] / K. Cai, W. Tu, Y. Liu, T. Li, H. Wang // Sci Rep. - 2015. - Vol.5. - P.174-79. doi: 10. 1038/ srep17479.

11. Novel fusion protein protects against adherence and toxicity of enterohemorrhagic Escherichia coli O157:H7 in mice. / X. Gao, K. Cai, T. Li [et al.] // Vaccine. - 2011. - Vol. 29 (38). - P. 6656-63. doi: 10.1016/j.

12. Shiga Toxigenic Escherichia coli in Iranian Pediatric Patients With and Without Diarrhea: O - Serogroups, Virulence Factors and Antimicrobial Resistance Properties. [Electronic resource] / B. Dormanesh, S. Siroosbakhat, P. Karimi Goudarzi, L. Afsharkhas //Iran Red Crescent. Med. J. - 2015. - Vol. 7 (10):e29706. doi: 10. 5812/ ircmj. 29706. Access mode: https: //www. ncbi. nlm. nih.gov/pubmed/26566453

Размещено на Allbest.ru