Энтеробактерии (семейство Enterobacteriaceae)
Общая характеристика. Семейство Enterobacteriaceae является самым многочисленным семейством, объединяющим более 40 родов и как следствие имеющим большую степень гетерогенности. Процент ГЦ-пар в ДНК, определяющих степень гетерогенности, варьирует от 36-42% (роды Proteus, Providencia) до 52-60% (роды Klebsiella, Enterobacter). Центральное место занимает род Escherichia (50-52% ГЦ-пар),который является типовым родом. Близкородственное к нему положение занимают роды Shigella (50-52% ГЦ-пар), и Salmonella (50-53% ГЦ-пар).
Представители семейства Enterobacteriaceae широко распространены в природе: их обнаруживают в почве, воде, на растениях и, конечно, в кишечнике человека и животных. Они наиболее часто встречаются при анализе разнообразного клинического материала. Классические кишечные инфекции вызывают безусловно-патогенные представители родов Salmonella, Shigella, Yersinia и Escherichia, пневмонию и ринит с характерными симптомами вызывают клебсиеллы, из ран и инфицированных мочевых путей часто выделяют Escherichia coli, Proteus spp., Enterobacter, Klebsiella spp.
Морфология и физиология. Представители семейства являются грамотрицательными палочками размером 1-5x0,4-0,8 мкм. Спор не образуют, за исключением родов Shigella и Klebsiella, подвижны зa счет перитрихиально расположенных жгутиков. Некоторые образуют капсулу. Растут на простых питательных средах, большинство, за исключением рода Yersinia, хорошо культивируются при 37 оС. Факультативные анаэробы. Обладают оксидативным и бродильным метаболизмом. Оксидазоотрицательны. Обладают нитратредуктазой. Глюкозу ферментируют муравьино-кислым брожением с образованием как большого количества кислот, выявляемых реакцией метиленового красного, так и 2,3-бутандиола, который определяют в реакции Фогеса-Проскауэра. Некоторые представители семейства при ферментации глюкозы образуют газ. Энтеробактерии обладают широким спектром биохимической активности, которая служит основой для подразделения внутри семейства на роды, а внутри некоторых родов на виды. Ключевыми тестами при первичной идентификации энтеробактерий являются:
· способность образовывать газ при ферментации глюкозы;
· способность расщеплять лактозу;
· продукция сероводорода.
Для родовой идентификации также определяют продукты, образующиеся при ферментации глюкозы (реакции с метиленовым красным и Фогеса-Проскауэра), способность продуцировать индол, расщеплять мочевину, утилизировать цитрат, вырабатывать ферменты, превращающие аминокислоты - декарбоксилазы лизина и орнитина, дезаминазу фенилаланина, а также способность использовать различные моно-, олиго- и полисахариды в качестве энергетического источника.
Антигенная структура. Дифференциация бактерий внутри рода на виды в основном проводится по антигенным свойствам. Энтеробактерий обладают соматическим О-антигеном, могут встречаться жгутиковый Н-антиген и поверхностный К-антиген. Представители некоторых родов, в частности рода Yersinia, имеют дополнительные видоспецифические антигены. Антигенной специфичностью обладают также пили IV типа.
Микробиологическая диагностика. Основу микробиологической диагностики инфекционных процессов, вызванных представителями семейства Enterobacteriaceae, составляет бактериологический метод исследования. Используются также серологический метод и ПЦР.
Эшерихии (род Escherichia)
Род Escherichia включает несколько видов, из которых в патологии человека и животных основное значение имеет вид Е. coli., впервые описанный в1885 г. Т. Эшерихом.
Морфология. Прямые грамотрицательные палочки размером 0,4-0,6х2-6 мкм, подвижные за счет перитрихиально расположенных жгутиков. Культуральные свойства. На плотных средах образуют колонии в R- и S-формах. Колонии в S-формах гладкие, блестящие, полупрозрачные. На жидких средах образуют диффузное помутнение и придонный осадок. Биохимические свойства. Обладают выраженной биохимической активность. Биохимическими свойствами, составляющими основу дифференциальной диагностики при бактериологическом исследовании, являются:
· продукция кислоты и газа при ферментации глюкозы;
· ферментация лактозы;
· отсутствие продукции сероводорода;
· продукция индола.
Антигенная структура. E. coli обладает сложной антигенной структурой. Имеет соматический О-антиген, определяющий серогруппу. Известно около 171 разновидностей этого антигена.
Поверхностный К-антиген может быть представлен 3 антигенами А, В и L, отличающимися по чувствительности к температуре и химическим веществам. У эшерихий встречается более 97 разновидностей К-антигена, преимущественно В-типа. К-антиген обладает способностью маскировать О-антиген, вызывая феномен О-инагглютинабельности. В этом случае О-антиген можно выявить только после разрушения К-антигена кипячением. Типоспецифическим антигеном является Н-антиген, определяющий серовары, которых насчитывается более 57. Антигенная структура определяется формулами серогруппы как О:К:, серовара к5ак О:К:Н:, например О12В6Н2.
Факторы патогенности. Представители семейства обладают разнообразными факторами патогенности, которые в различных комбинациях присутствуют в определенных видах. Среди большого разнообразия патогенных факторов можно выделить основные, которые в тех или иных комбинациях присутствуют у патогенных энтеробактерий, обеспечивая развитие патогенеза вызываемого ими заболевания. К ним относятся: эндотоксин, пили IV типа, ТТСС, белковые токсины специфического действия (цито- и энтеротоксины). Следует отметить, что синтез факторов патогенности опосредован генами, локализованными на островках патогенности, плазмидах, конвертирующих бактериофагах.
Эндотоксин играет важную роль в развитии лихорадки, эндо-токсического шока, сопровождающегося лихорадкой, ознобом, гипотензией и тахикардией, принимает участие в развитии диареи через процесс активации каскада арахидоновой кислоты и последующего синтеза простагланлинов.
Начальные этапы инфекции связаны со структурами, обеспечивающими взаимодействие бактерий с поверхностным эпителием кишечника. Этот процесс обеспечивается поверхностными структурами клетки: пилями IV типа, филаментозными структурами, составляющими ТТСС.
Установлено 4 типа механизма взаимодействия возбудителей острых кишечных инфекций с поверхностным эпителием кишечника (табл. 2).
Таблица 2
