Cholera vibrio

Podľa WHO je cholera infekčné ochorenie charakterizované akútnou, ťažkou, dehydratačnou hnačkou so stolicou vo forme ryžovej vody, ktorá je dôsledkom infekcie Vibrio cholerae. Vzhľadom na to, že sa vyznačuje výraznou schopnosťou šíriť sa v epidémiách, ťažkým priebehom a vysokou úmrtnosťou, sa cholera považuje za obzvlášť nebezpečnú infekciu.

Historickou domovinou cholery je India, presnejšie delta riek Gangy a Brahmaputry (dnes Východná India a Bangladéš), kde existuje od nepamäti (epidémie cholery v tejto oblasti boli pozorované už v roku 500 pred n. l.). Dlhá existencia endemického ohniska cholery sa vysvetľuje mnohými dôvodmi. Cholerový vibrio dokáže nielen dlho prežiť vo vode, ale sa v nej aj rozmnožovať za priaznivých podmienok - teploty nad 12 °C, prítomnosť organickej hmoty. Všetky tieto podmienky sú v Indii zjavné: tropické podnebie (priemerná ročná teplota od 25 do 29 °C), výdatné zrážky a močaristosť, vysoká hustota obyvateľstva, najmä v delte rieky Gangy, veľké množstvo organickej hmoty vo vode, neustále celoročné znečistenie vody odpadovými vodami a exkrementmi, nízka materiálna životná úroveň a jedinečné náboženské a kultové obrady obyvateľstva.

V histórii epidémií cholery možno rozlíšiť štyri obdobia.

Obdobie I - do roku 1817, keď sa cholera sústredila iba vo východnej a južnej Ázii, najmä v Indii, a nerozšírila sa za jej hranice.

II. obdobie - od roku 1817 do roku 1926. S nadviazaním širokých hospodárskych a iných väzieb medzi Indiou a európskymi a inými krajinami sa cholera rozšírila za hranice Indie a šíriac sa pozdĺž trás hospodárskych a náboženských väzieb spôsobila 6 pandémií, ktoré si vyžiadali milióny ľudských životov. Rusko bolo prvou z európskych krajín, kam cholera prenikla. Od roku 1823 do roku 1926 Rusko zažilo 57 cholerových rokov. Počas tohto obdobia ochorelo na choleru viac ako 5,6 milióna ľudí a 2,14 milióna ľudí na ňu zomrelo („40 %).

III. obdobie - od roku 1926 do roku 1961 sa cholera vrátila do svojho hlavného endemického ohniska a začalo sa obdobie relatívnej pohody. Zdalo sa, že s rozvojom moderných systémov na čistenie pitnej vody, odstraňovanie a dezinfekciu odpadových vôd a vývojom špeciálnych proticholerových opatrení vrátane vytvorenia karanténnej služby budú krajiny sveta spoľahlivo chránené pred ďalšou inváziou cholery.

Štvrté obdobie sa začalo v roku 1961 a trvá dodnes. Siedma pandémia nezačala v Indii, ale v Indonézii, rýchlo sa rozšírila na Filipíny, do Číny, krajín Indočíny a potom do ďalších krajín Ázie, Afriky a Európy. Medzi zvláštnosti tejto pandémie patrí skutočnosť, že po prvé, bola spôsobená špeciálnym variantom cholerového vibria - V. cholerae eltor, ktorý až do roku 1961 nebol oficiálne uznaný ako pôvodca cholery; po druhé, čo sa týka trvania, prekonala všetky predchádzajúce pandémie; po tretie, prebiehala v dvoch vlnách, z ktorých prvá trvala do roku 1990 a druhá sa začala v roku 1991 a zasiahla mnohé krajiny Južnej a Severnej Ameriky vrátane Spojených štátov, ktoré nezažili epidémiu cholery od roku 1866. Od roku 1961 do roku 1996 ochorelo na choleru 3 943 239 ľudí v 146 krajinách.

Pôvodcu cholery, Vibrio cholerae, objavil v roku 1883 počas piatej pandémie R. Koch, ale vibrio prvýkrát objavil v stolici pacientov s hnačkou v roku 1854 F. Pacini.

V. cholerae patrí do čeľade Vibrionaceae, ktorá zahŕňa niekoľko rodov (Vibrio, Aeromonas, Plesiomonas, Photobacterium). Rod Vibrio má od roku 1985 viac ako 25 druhov, z ktorých najdôležitejšie pre človeka sú V. cholerae, V. parahaemolyticus, V. alginolyticus, V. vulnificus a V. fluvialis.

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

Kľúčové vlastnosti rodu Vibrio

Krátke, spóry a kapsuly netvoriace, zakrivené alebo rovné gramnegatívne tyčinky, s priemerom 0,5 µm a dĺžkou 1,5 – 3,0 µm, pohyblivé (V. cholerae je monotrichózna, niektoré druhy majú dva alebo viac polárnych bičíkov); rastú dobre a rýchlo na bežných médiách, sú chemoorganotrofné a fermentujú sacharidy za vzniku kyseliny bez plynu (glukóza sa fermentuje Embden-Meyerhofovou cestou). Oxidáza-pozitívne, tvoria indol, redukujú dusičnany na dusitany (V. cholerae dáva pozitívnu nitrozoindolovú reakciu), rozkladajú želatínu, často dávajú pozitívnu Voges-Proskauerovu reakciu (t. j. tvoria acetylmetylkarbinol), nemajú ureázu, netvoria H2S, majú lyzín a ornitíndekarboxylázy, ale nemajú arginíndihydrolázu. Charakteristickým znakom rodu Vibrio je citlivosť väčšiny bakteriálnych kmeňov na liek 0/129 (2,4-diamino-6,7-diazopropylpteridín), pričom zástupcovia čeľadí Pseudomonadaceae a Enterobacteriaceae sú voči tomuto lieku rezistentní. Vibriá sú aeróby a fakultatívne anaeróby, teplotné optimum pre rast je 18-37 C, pH 8,6-9,0 (rastú v rozsahu pH 6,0-9,6), niektoré druhy (halofily) nerastú v neprítomnosti NaCl. Obsah G + C v DNA je 40-50 mol % (pre V. cholerae okolo 47 mol %). Biochemické testy sa používajú na rozlíšenie v rámci čeľade Vibrionaceae od morfologicky podobných rodov Aeromonas a Plesiomonas, ako aj na rozlíšenie od čeľade Enterobacteriaceae.

Cholerový vibrio sa líši od čeľade Pseudomonadaceae tým, že fermentuje glukózu iba Embden-Meyerhofovou cestou (bez účasti O2), zatiaľ čo prvé dva konzumujú glukózu iba v prítomnosti O2. Tento rozdiel medzi nimi sa dá ľahko zistiť na Hugh-Leifsonovom médiu. Médium obsahuje živný agar, glukózu a indikátor. Výsev sa vykonáva do dvoch kolón s Hugh-Leifsonovým médiom, z ktorých jedna je naplnená vazelínou (na vytvorenie anaeróbnych podmienok). V prípade rastu cholerového vibria sa farba média mení v oboch skúmavkách, v prípade rastu pseudomonád - iba v skúmavke bez vazelíny (aeróbne rastové podmienky).

Cholerový vibrio je veľmi nenáročný na živné médiá. Dobre a rýchlo sa rozmnožuje v 1% alkalickej (pH 8,6-9,0) peptónovej vode (PV) s obsahom 0,5-1,0% NaCl, čím predbieha rast iných baktérií. Na potlačenie rastu Proteus sa odporúča pridať telurit draselný (v konečnom riedení 1:100 000) do 1% PV. 1% PV je najlepším obohacujúcim médiom pre cholerový vibrio. Počas rastu vytvára po 6-8 hodinách na povrchu PV jemný, sypký, sivastý film, ktorý sa pri trasení ľahko rozruší a vo forme vločiek padá na dno, PV sa mierne zakalí. Na izoláciu cholerového vibria boli navrhnuté rôzne selektívne médiá: alkalický agar, agar so žlčovou soľou, alkalický albuminát, alkalický agar s krvou, laktóza-sacharóza a iné médiá. Najlepšie je médium TCBS (tiosulfátcitrát-brómtymol-sacharózový agar) a jeho modifikácie. Najčastejšie sa však používa alkalické MPA, na ktorom cholerový vibrio vytvára hladké, sklovito priehľadné, modrasto sfarbené, diskovité kolónie viskóznej konzistencie.

Keď sa vibrio zasiaje injekciou do stĺpca želatíny, po 2 dňoch pri teplote 22 – 23 °C spôsobí skvapalnenie z povrchu vo forme bubliny, potom lievikovitej a nakoniec vrstvy po vrstve.

V mlieku sa vibrio rýchlo množí, čo spôsobuje koaguláciu po 24-48 hodinách, potom dochádza k peptonizácii mlieka a po 3-4 dňoch vibrio uhynie v dôsledku zmeny pH mlieka na kyslú stranu.

B. Heiberg na základe ich schopnosti fermentovať manózu, sacharózu a arabinózu rozdelil všetky vibriá (choleru a cholere podobné) do niekoľkých skupín, ktorých počet v súčasnosti dosahuje 8.

Vibrio cholerae patrí do prvej skupiny Heibergovho typu.

Vibriá podobné morfologickým, kultúrnym a biochemickým vlastnostiam cholerovému vibriu sa nazývali a nazývajú sa rôzne: paracholera, cholera-like, NAG-vibriá (neaglutinujúce vibriá); vibriá nepatriace do skupiny O1. Priezvisko najpresnejšie zdôrazňuje ich vzťah k cholerovému vibriu. Ako zistili A. Gardner a K. Venkat-Raman, cholera a cholera-like vibriá majú spoločný H-antigén, ale líšia sa O-antigénmi. Podľa O-antigénu sa cholera a cholera-like vibriá v súčasnosti delia na 139 O-séroskupín, ale ich počet sa neustále rozširuje. Cholera-like vibrio patrí do skupiny O1. Má spoločný A-antigén a dva typovo špecifické antigény - B a C, ktorými sa rozlišujú tri sérotypy V. cholerae - sérotyp Ogawa (AB), sérotyp Inaba (AC) a sérotyp Hikoshima (ABC). Cholerové vibrio v štádiu disociácie má OR-antigén. V tomto ohľade sa na identifikáciu V. cholerae používajú O-sérum, OR-sérum a typovo špecifické séra Inaba a Ogawa.

V rokoch 1992-1993 vypukla v Bangladéši, Indii, Číne, Malajzii a ďalších krajinách rozsiahla epidémia cholery, ktorej pôvodcom bol nový, predtým neznámy sérovar druhu Vibrio cholerae. Od V. cholerae O1 sa líši antigénnymi vlastnosťami: má antigén 0139 a polysacharidovú kapsulu a nie je aglutinovaný žiadnymi inými O-sérami. Všetky jeho ostatné morfologické a biologické vlastnosti, vrátane schopnosti vyvolať choleru, t. j. syntetizovať exotoxín-cholerogén, sa ukázali byť podobné vlastnostiam V. cholerae O1. V dôsledku toho nový pôvodca cholery, V. cholerae 0139, zrejme vznikol v dôsledku mutácie, ktorá zmenila O-antigén. Bol pomenovaný V. cholerae 0139 bengal.

Otázka vzťahu tzv. cholerových vibrií k V. cholerae nebola dlho jasná. Porovnanie V. cholerae a cholerových vibrií (NAG-vibrií) podľa viac ako 70 znakov však odhalilo ich podobnosť 90 % a stupeň homológie DNA V. cholerae a študovaných NAG-vibrií je 70 – 100 %. Preto sa cholerové vibriá zlúčili do jedného druhu s cholerovým vibriom, od ktorého sa líšia hlavne svojimi O-antigénmi, v súvislosti s ktorými sa nazývajú vibriá non-01-skupiny – V. cholerae non-01.

Druh V. cholerae sa delí na 4 biotypy: V. cholerae, V. eltor, V. proteus a V. albensis. Povaha vibria El Tor je predmetom diskusií už mnoho rokov. Toto vibrio bolo izolované v roku 1906 F. Gottschlichom v karanténnej stanici El Tor z tela pútnika, ktorý zomrel na úplavicu. F. Gottschlich izoloval niekoľko takýchto kmeňov. Vo všetkých svojich vlastnostiach sa nelíšili od vibria cholery a boli aglutinované cholerovým O-sérom. Keďže však v tom čase medzi pútnikmi nebola cholera a dlhodobé nosičstvo vibria cholery sa považovalo za nepravdepodobné, otázka možnej etiologickej úlohy V. eltor pri cholere zostala dlho kontroverzná. Okrem toho, vibrio El Tor, na rozdiel od V. cholerae, malo hemolytický účinok. V roku 1937 však toto vibrio spôsobilo na ostrove Sulawesi (Indonézia) rozsiahlu a ťažkú epidémiu cholery s úmrtnosťou viac ako 60 %. Nakoniec sa v roku 1961 stalo vinníkom 7. pandémie a v roku 1962 bola otázka jeho cholerovej povahy definitívne vyriešená. Rozdiely medzi V. cholerae a V. eltor sa týkajú iba niektorých charakteristík. Vo všetkých ostatných vlastnostiach sa V. eltor zásadne nelíši od V. cholerae. Okrem toho sa teraz zistilo, že biotyp V. proteus (V.finklerpriori) zahŕňa celú skupinu vibrií, okrem skupiny 01 (a teraz 0139), predtým nazývanej vibriá NAG. Biotyp V. albensis bol izolovaný z rieky Labe a má schopnosť fosforeskuje, ale po jej strate sa nelíši od V. proteus. Na základe týchto údajov sa druh Vibrio cholerae v súčasnosti delí na 4 biotypy: V. cholerae 01 cholerae, V. cholerae eltor, V. cholerae 0139 bengal a V. cholerae non 01. Prvé tri patria k dvom sérovarom 01 a 0139. Posledný biovar zahŕňa predchádzajúce biotypy V. proteus a V. albensis a je zastúpený mnohými ďalšími sérovarami vibriónov, ktoré nie sú aglutinované sérami 01 a 0139, teda vibriónmi NAG.

Faktory patogenity cholerového vibria

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

Chemotaxia Vibrio cholerae

Pomocou týchto vlastností vibrio interaguje s epitelovými bunkami. U mutantov cholerového vibria (ktorí stratili schopnosť chemotaxie) je virulencia výrazne znížená, u mutantov Mob (ktorí stratili mobilitu) buď úplne zmizne, alebo prudko klesá.

Adhézne a kolonizačné faktory, pomocou ktorých vibrio priľne k mikroklkom a kolonizuje sliznicu tenkého čreva. Medzi adhézne faktory patrí mucináza, rozpustný hemaglutinín/proteáza, neuraminidáza atď. Podporujú adhéziu a kolonizáciu ničením látok, ktoré sú súčasťou hlienu. Rozpustný hemaglutinín/proteáza podporuje oddelenie vibrií od receptorov epitelových buniek a ich výstup z čreva do vonkajšieho prostredia, čím zabezpečuje ich epidemické šírenie. Neuraminidáza posilňuje väzbu medzi choleragénom a epitelovými bunkami a uľahčuje prenikanie toxínu do buniek, čo zvyšuje závažnosť hnačky.

Cholerový toxín je choleragén.

Takzvané nové toxíny, ktoré sú schopné spôsobiť hnačku, ale nemajú genetický ani imunologický vzťah s choleragénom.

Dermoneurotické a hemoragické faktory. Povaha týchto toxických faktorov a ich úloha v patogenéze cholery neboli dostatočne preskúmané.

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

Endotoxíny Vibrio cholerae

Lipopolysacharidy V. cholerae majú silné endotoxické vlastnosti a spôsobujú celkovú intoxikáciu tela.

Hlavným z uvedených faktorov patogenity cholerového vibria je exotoxín choleragén (CTX AB), ktorý určuje patogenézu tohto ochorenia. Molekula cholery sa skladá z dvoch fragmentov - A a B. Fragment A sa skladá z dvoch peptidov - A1 a A2, má špecifickú vlastnosť cholerového toxínu a dáva mu vlastnosti superantigénu. Fragment B sa skladá z 5 identických podjednotiek. Plní dve funkcie: 1) rozpoznáva receptor (monosialogangliozid) enterocytu a viaže sa naň; 2) tvorí intramembránový hydrofóbny kanál pre prechod podjednotky A. Peptid A2 slúži na väzbu fragmentov A a B. Vlastnú toxickú funkciu vykonáva peptid Aj (ADP-ribozyltransferáza). Interaguje s NAD, čo spôsobuje jeho hydrolýzu; Výsledná ADP-ribóza sa viaže na regulačnú podjednotku adenylátcyklázy. To vedie k inhibícii hydrolýzy GTP. Výsledný komplex GTP + adenylátcykláza spôsobuje hydrolýzu ATP za vzniku cAMP. (Ďalšou cestou akumulácie cAMP je potlačenie enzýmu, ktorý hydrolyzuje cAMP na 5-AMP, choleragénom). Prejav funkcie génu ctxAB kódujúceho syntézu exotoxínu závisí od funkcie mnohých ďalších génov patogenity, najmä génov tcp (kódujúcich syntézu toxínom kontrolovaných adhéznych pilulov - TCAP), regulačných génov toxR, toxS a toxT, génov hap (rozpustný hemaglutinín/proteáza) a neuraminidázy (neuraminidáza). Preto je genetická kontrola patogenity V. cholerae zložitá.

Ako sa ukázalo, v chromozóme V. cholerae existujú dva ostrovčeky patogenity. Jeden z nich je genóm filamentózneho stredne konvertujúceho fága CTXφ a druhý je genóm tiež filamentózneho stredne konvertujúceho fága VPIcp. Každý z týchto ostrovčekov patogenity obsahuje kazety génov špecifikovaných v profáze, ktoré určujú patogenitu patogénu cholery. Profág CTXφ nesie gény CTX, gény nových toxínov zot a ace, gén ser (syntéza adhezínov) a gén ortU (syntéza produktu s neznámou funkciou). Táto kazeta obsahuje aj gén nei a oblasť fága RS2, ktorá kóduje replikáciu a integráciu profága do chromozómov. Gény zot, ace a ortU sú nevyhnutné pre tvorbu fágových viriónov, keď je profág vylúčený z chromozómu patogénu.

Profág VPIcp nesie gény tcp (kódujúce produkciu pili (proteín TCPA)), gény toxT, toxR, act (ďalší kolonizačný faktor, gény mobility (integrázy a transpozázy)). Transkripciu génov virulencie regulujú tri regulačné gény: toxR, toxS a toxT. Tieto gény koordinovane, na transkripčnej úrovni, menia aktivitu viac ako 20 génov virulencie vrátane génov ctxAB, tcp a ďalších. Hlavným regulačným génom je gén toxR. Jeho poškodenie alebo absencia vedie k avirulencii alebo k viac ako 100-násobnému zníženiu produkcie cholerového toxínu CTX a TCPA. Možno je to spôsob, akým je koordinovaná expresia génov virulencie regulovaná v ostrovoch patogenity tvorených miernymi konvertujúcimi fágmi a u iných bakteriálnych druhov. Bolo zistené, že v chromozóme V. cholerae eltor je prítomný ďalší profág K139, ale jeho genóm bol málo preskúmaný.

Gén hap je lokalizovaný na chromozóme. Virulenciu (patogenitu) a epidemickú kapacitu V. cholerae teda určujú 4 gény: ctxAB, tcp, toxR a hap.

Na detekciu schopnosti V. cholerae produkovať choleragén možno použiť rôzne metódy.

Biologický test na králikoch. Keď sa cholerové vibriá injekčne aplikujú intramuskulárne dojčiacim králikom (vo veku maximálne 2 týždne), vyvinie sa u nich typický cholerový syndróm: hnačka, dehydratácia a úhyn králika.

Priama detekcia choleragénu pomocou PCR, IFM alebo pasívnej imunitnej hemolytickej reakcie (choleragén sa viaže na Gmj erytrocytov a tie sa lyzujú po pridaní antitoxických protilátok a komplementu). Samotná detekcia schopnosti produkovať toxín však nestačí na určenie epidemického nebezpečenstva takýchto kmeňov. Na to je potrebné detegovať prítomnosť génu hap, preto je najlepším a najspoľahlivejším spôsobom, ako rozlíšiť toxigénne a epidemické kmene cholerových vibrií séroskupín 01 a 0139, PCR s použitím špecifických primerov na detekciu všetkých 4 génov patogenity: ctxAB, tcp, toxR a hap.

Schopnosť V. cholerae iných ako séroskupín 01 alebo 0139 spôsobovať sporadické alebo klastrové hnačkové ochorenia u ľudí môže byť spôsobená buď prítomnosťou enterotoxínov typu LT alebo ST, ktoré stimulujú adenylátcyklázový alebo guanylátcyklázový systém, alebo prítomnosťou iba génov ctxAB, ale nie génu hap.

Počas siedmej pandémie boli izolované kmene V. cholerae s rôznym stupňom virulencie: cholerogénne (virulentné), slabo cholerogénne (nízka virulencia) a necholerogénne (nevirulentné). Necholerogénne V. cholerae spravidla vykazujú hemolytickú aktivitu, nie sú lyzované diagnostickým fágom cholery HDF(5) a nespôsobujú ľudské ochorenia.

Na fágovú typizáciu V. cholerae 01 (vrátane El Tor) navrhol S. Mukherjee sady fágov, ktoré boli následne v Rusku doplnené o ďalšie fágy. Súbor takýchto fágov (1-7) umožňuje rozlíšiť fágové typy medzi V. cholerae 0116. Na identifikáciu toxigénnych a netoxigénnych V. cholerae El Tor sa v súčasnosti v Rusku namiesto HDF-3, HDF-4 a HDF-5 navrhujú fágy CTX* (lyzujúce toxigénne vibrióny El Tor) a CTX" (lyzujúce netoxigénne vibrióny El Tor).

[ 19 ], [ 20 ], [ 21 ]

Rezistencia patogénov cholery

Cholerové vibrióny dobre prežívajú pri nízkych teplotách; v ľade zostávajú životaschopné až 1 mesiac; v morskej vode až 47 dní, v riečnej vode 3-5 dní až niekoľko týždňov, vo prevarenej minerálnej vode prežívajú viac ako 1 rok, v pôde 8 dní až 3 mesiace, v čerstvých výkaloch až 3 dni, na varených produktoch (ryža, rezance, mäso, kaša atď.) prežívajú 2-5 dní, na surovej zelenine 2-4 dni, na ovocí 1-2 dni, v mlieku a mliečnych výrobkoch 5 dní; pri skladovaní v chlade sa doba prežitia zvyšuje o 1-3 dni; na ľanovom plátne kontaminovanom výkalmi prežívajú až 2 dni a na vlhkom materiáli týždeň. Cholerové vibrióny hynú do 5 minút pri teplote 80 °C a okamžite pri 100 °C; sú veľmi citlivé na kyseliny; pod vplyvom chlóramínu a iných dezinfekčných prostriedkov hynú do 5-15 minút. Sú citlivé na vysušenie a priame slnečné žiarenie, ale dobre a dlho prežívajú a dokonca sa množia v otvorených vodných plochách a odpadových vodách bohatých na organické látky, s alkalickým pH a teplotou nad 10 – 12 °C. Sú vysoko citlivé na chlór: dávka aktívneho chlóru 0,3 – 0,4 mg/l vody za 30 minút spôsobuje spoľahlivú dezinfekciu od cholerových vibriónov.

Vibriá patogénne pre ľudí, ktoré nepatria k druhu Vibrio Cholerae

Rod Vibrio zahŕňa viac ako 25 druhov, z ktorých okrem V. cholerae je najmenej osem schopných spôsobiť ochorenie u ľudí: V. parahaemolyticus, V. alginolyticus, V. vulnificus, V. fluvialis, V. fumissii, V. mimicus, V. damsela a V. hollisae. Všetky tieto vibriá obývajú moria a zálivy. K infekcii dochádza buď plávaním, alebo konzumáciou morských plodov. Zistilo sa, že cholerové aj necholerové vibriá môžu spôsobiť nielen gastroenteritídu, ale aj infekcie rán. Táto schopnosť bola zistená u V. cholerae skupiny 01 a non-01, V. parahaemolyticus, V. alginolyticus, V. mimicus, V. damsela a V. vulnificus. Spôsobujú zápalové procesy v mäkkých tkanivách, keď sú poškodené schránkou morských živočíchov alebo pri priamom kontakte s infikovanou morskou vodou.

Z uvedených patogénnych vibriónov necholerového pôvodu majú najväčší praktický význam V. parahaemolyticus, V. alginolyticus, V. vulnificus a V. fluvialis.

V. parahaemolyticus - parahemolytický vibrión - bol prvýkrát izolovaný v Japonsku v roku 1950 počas rozsiahlej epidémie otravy jedlom spôsobenej konzumáciou polosušených sardiniek (úmrtnosť bola 7,5 %). Pôvodca patril do rodu Vibrio a v roku 1963 ho R. Sakazaki rozdelil do 2 druhov: V. parahaemolyticus a V. alginolyticus. Oba druhy sa nachádzajú v pobrežnej morskej vode a v jej obyvateľoch, sú to halofily (grécky hals - soľ); na rozdiel od bežných vibriónov halofilné nerastú na médiách bez NaCl a dobre sa rozmnožujú pri jeho vysokých koncentráciách. Druhová príslušnosť halofilných vibriónov je určená ich schopnosťou fermentovať sacharózu, tvoriť acetylmetylkarbinol a rozmnožovať sa v PV s 10 % NaCl. Všetky tieto vlastnosti sú vlastné druhu V. alginolyticus, ale chýbajú u V. parahaemolyticus.

Parahemolytické vibrio má tri typy antigénov: tepelne labilné bičíkové H-antigény, tepelne stabilné O-antigény, ktoré sa neničia zahrievaním na 120 °C počas 2 hodín, a povrchové K-antigény, ktoré sa ničia zahrievaním. Čerstvo izolované kultúry V. parahaemolyticus majú dobre definované K-antigény, ktoré chránia živé vibriá pred aglutináciou homológnymi O-sérami. H-antigény sú rovnaké pre všetky kmene, ale H-antigény monotrichus sa líšia od H-antigénov peritrichus. Podľa O-antigénu sa V. parahaemolyticus delí na 14 séroskupín. V rámci séroskupín sa vibriá delia na sérotypy podľa K-antigénov, ktorých celkový počet je 61. Antigénna schéma V. parahaemolyticus bola vyvinutá len pre jeho kmene izolované z ľudí.

Patogenita V. parahaemolyticus je spojená s jeho schopnosťou syntetizovať hemolyzín, ktorý má enterotoxické vlastnosti. Tie sa zisťujú pomocou Kanagawovej metódy. Jej podstata spočíva v tom, že V. parahaemolyticus, patogénny pre ľudí, spôsobuje na krvnom agare obsahujúcom 7 % NaCl zreteľnú hemolýzu. Na krvnom agare obsahujúcom menej ako 5 % NaCl je hemolýza spôsobená mnohými kmeňmi V. parahaemolyticus a na krvnom agare so 7 % NaCl iba kmeňmi s enteropatogénnymi vlastnosťami. Parahemolytické vibrio sa nachádza na pobreží Japonského, Kaspického, Čierneho a iných morí. Spôsobuje alimentárne toxické infekcie a ochorenia podobné úplavici. K infekcii dochádza pri konzumácii surových alebo polosurových morských plodov infikovaných V-parahaemolyticus (morské ryby, ustrice, kôrovce atď.).

Spomedzi ôsmich vyššie uvedených vibriónov, ktoré nepatria do skupiny cholery, je pre človeka najpatogénnejší V. vulnificus, ktorý bol prvýkrát opísaný v roku 1976 ako Beneckea vulnificus a následne v roku 1980 preklasifikovaný ako Vibrio vulnificus. Často sa nachádza v morskej vode a u jej obyvateľov a spôsobuje rôzne ľudské ochorenia. Kmene V. vulnificus morského a klinického pôvodu sa od seba nelíšia ani fenotypovo, ani geneticky.

Infekcie rán spôsobené V. vulnificus rýchlo postupujú a vedú k tvorbe nádorov s následnou nekrózou tkaniva, sprevádzanou horúčkou, zimnicou, niekedy silnou bolesťou a v niektorých prípadoch vyžadujúcou amputáciu.

Zistilo sa, že V. vulnificus produkuje exotoxín. Pokusy na zvieratách ukázali, že patogén spôsobuje vážne lokálne poškodenie s rozvojom edému a nekrózy tkaniva, po ktorých nasleduje smrť. Úloha exotoxínu v patogenéze ochorenia sa skúma.

Okrem infekcií rán môže V. vulnificus spôsobiť zápal pľúc u utopených a endometritídu u žien po kontakte s morskou vodou. Najzávažnejšou formou infekcie spôsobenej V. vulnificus je primárna sepsa spojená s konzumáciou surových ustríc (a možno aj iných morských živočíchov). Toto ochorenie sa vyvíja veľmi rýchlo: u pacienta sa objaví malátnosť, horúčka, zimnica a únava, potom závažná hypotenzia, ktorá je hlavnou príčinou smrti (úmrtnosť je približne 50 %).

V. fluvialis bol prvýkrát opísaný ako patogén gastroenteritídy v roku 1981. Patrí do podskupiny necholerových patogénnych vibrií, ktoré majú arginíndihydrolázu, ale nemajú netornitín a lyzíndekarboxylázy (V. fluvialis, V. furnissii, V. damsela, t. j. fenotypovo podobné Aeromonas). V. fluvialis je častým pôvodcom gastroenteritídy, ktorá je sprevádzaná silným vracaním, hnačkou, bolesťami brucha, horúčkou a ťažkou alebo stredne ťažkou dehydratáciou. Hlavným patogénnym faktorom je enterotoxín.

Epidemiológia cholery

Hlavným zdrojom infekcie je iba človek - pacient s cholerou alebo nosič vibrií, ako aj voda nimi kontaminovaná. Žiadne zvieratá v prírode sa cholerou nenakazia. Cesta infekcie je fekálno-orálna. Cesty infekcie: a) hlavná - cez vodu používanú na pitie, kúpanie a domáce potreby; b) kontaktno-domáca a c) cez potraviny. Všetky hlavné epidémie a pandémie cholery boli spojené s vodou. Cholerové vibriá majú také adaptačné mechanizmy, ktoré zabezpečujú existenciu ich populácií v ľudskom tele aj v určitých ekosystémoch otvorených vodných plôch. Silná hnačka, ktorú spôsobuje cholerové vibrio, vedie k očisteniu čriev od konkurenčných baktérií a prispieva k rozsiahlemu šíreniu patogénu v životnom prostredí, predovšetkým v odpadových vodách a v otvorených vodných plochách, kam sa vypúšťajú. Osoba s cholerou vylučuje patogén v obrovských množstvách - od 100 miliónov do 1 miliardy na 1 ml stolice, nosič vibrií vylučuje 100 – 100 000 vibrií v 1 ml, infekčná dávka je približne 1 milión vibrií. Trvanie vylučovania cholerového vibrií u zdravých nosičov je od 7 do 42 dní a 7 – 10 dní u tých, ktorí sa uzdravili. Dlhšie vylučovanie je mimoriadne zriedkavé.

Zvláštnosťou cholery je, že po jej prechode spravidla nedochádza k dlhodobému prenášaniu a netvoria sa stabilné endemické ohniská. Ako však už bolo uvedené vyššie, v dôsledku znečistenia otvorených vodných plôch odpadovou vodou obsahujúcou veľké množstvo organických látok, detergentov a kuchynskej soli v lete cholerový vibrio nielen dlhodobo prežíva, ale sa aj množí.

Veľký epidemiologický význam má skutočnosť, že cholerové vibriá skupiny 01, netoxigénne aj toxigénne, môžu dlhodobo pretrvávať v rôznych vodných ekosystémoch v nekultivovaných formách. Pomocou polymerázovej reťazovej reakcie boli počas negatívnych bakteriologických štúdií detegované gény vct nekultivovaných foriem V. chokrae v rôznych vodných útvaroch v mnohých endemických územiach SNŠ.

Endemickým ohniskom vibriónu cholery El Tor je Indonézia, pričom sa predpokladá, že vznik tohto vinníka siedmej pandémie odtiaľ súvisí s rozšírením hospodárskych väzieb Indonézie s vonkajším svetom po získaní nezávislosti a trvanie a bleskový vývoj pandémie, najmä jej druhej vlny, bol rozhodujúco ovplyvnený nedostatkom imunity voči cholere a rôznymi sociálnymi otrasmi v krajinách Ázie, Afriky a Ameriky.

V prípade cholery sa prijíma celý rad protiepidemických opatrení, medzi ktorými sú hlavnými a rozhodujúcimi aktívna, včasná detekcia a izolácia (hospitalizácia, liečba) pacientov v akútnych a atypických formách a zdravých nosičov vibrií; prijímajú sa opatrenia na prevenciu možných ciest infekcie; osobitná pozornosť sa venuje zásobovaniu vodou (chlórovanie pitnej vody), dodržiavaniu hygienických podmienok v potravinárskych podnikoch, v detských zariadeniach, na verejných miestach; vykonáva sa prísna kontrola vrátane bakteriologickej kontroly nad otvorenými vodnými plochami, vykonáva sa imunizácia obyvateľstva atď.

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

Príznaky cholery

Inkubačná doba cholery sa pohybuje od niekoľkých hodín do 6 dní, najčastejšie 2-3 dni. Po vstupe do lúmenu tenkého čreva sa cholerové vibriá vďaka svojej mobilite a chemotaxii voči sliznici nasmerujú do hlienu. Aby cez neho prenikli, vibriá produkujú množstvo enzýmov: neuraminidázu, mucinázu, proteázy, lecitinázu, ktoré ničia látky obsiahnuté v hliene a uľahčujú pohyb vibrií do epitelových buniek. Adhéziou sa vibriá prichytia na glykokalyx epitelu a stratou mobility sa začnú intenzívne množiť, kolonizujú mikroklky tenkého čreva (pozri farebnú vložku, obr. 101.2) a súčasne produkujú veľké množstvo exotoxínu-cholerogénu. Molekuly choleragénu sa viažu na monosialogangliozid Gni!. A prenikajú cez bunkovú membránu, kde aktivujú adenylátcyklázový systém a akumulujúci sa cAMP spôsobuje hypersekréciu tekutiny, katiónov a aniónov Na, HCO3, Kl, Cl z enterocytov, čo vedie k cholerovej hnačke, dehydratácii a odsoľovaniu tela. Existujú tri typy ochorenia:

• prudké, závažné dehydratačné hnačkové ochorenie, ktoré vedie k smrti pacienta v priebehu niekoľkých hodín;
• menej závažný priebeh alebo hnačka bez dehydratácie;
• asymptomatický priebeh ochorenia (nosičstvo vibriónov).

V závažných prípadoch cholery sa u pacientov objaví hnačka, zvyšuje sa frekvencia stolice, výkaly sa stávajú hojnejšími, vodnatými, strácajú fekálny zápach a vyzerajú ako ryžový vývar (zakalená tekutina so zvyškami hlienu a epitelovými bunkami plávajúcimi v nej). Potom dochádza k oslabujúcemu zvracaniu, najprv črevného obsahu, a potom zvratky nadobudnú vzhľad ryžového vývaru. Teplota pacienta klesne pod normálnu hodnotu, pokožka sa stane modrastou, vráskavou a studenou - cholera algid. V dôsledku dehydratácie krv zhustne, vyvíja sa cyanóza, nedostatok kyslíka, prudko trpí funkcia obličiek, objavujú sa kŕče, pacient stráca vedomie a nastáva smrť. Úmrtnosť na choleru počas siedmej pandémie sa pohybovala od 1,5 % v rozvinutých krajinách do 50 % v rozvojových krajinách.

Postinfekčná imunita je silná, dlhotrvajúca a recidivujúce ochorenia sú zriedkavé. Imunita je antitoxická a antimikrobiálna, spôsobená protilátkami (antitoxíny pretrvávajú dlhšie ako antimikrobiálne protilátky), pamäťovými bunkami imunitného systému a fagocytmi.

Laboratórna diagnostika cholery

Hlavnou a rozhodujúcou metódou diagnostiky cholery je bakteriologická. Materiálom na vyšetrenie od pacienta sú stolice a zvratky; stolica sa vyšetruje na nosičstvo vibrií; od osôb, ktoré zomreli na choleru, sa na vyšetrenie odoberá podviazaná časť tenkého čreva a žlčníka; z predmetov vonkajšieho prostredia sa najčastejšie vyšetruje voda z otvorených nádrží a odpadová voda.

Pri vykonávaní bakteriologickej štúdie musia byť splnené tieto tri podmienky:

• čo najrýchlejšie odoberte materiál od pacienta (cholera vibrio prežíva v stolici krátky čas);
• nádoba, v ktorej sa materiál odoberá, by nemala byť dezinfikovaná chemikáliami a nemala by obsahovať ich stopy, pretože cholerový vibrio je na ne veľmi citlivý;
• eliminovať možnosť kontaminácie a infekcie iných.

Kultúra sa izoluje podľa nasledujúcej schémy: výsev na PV, súčasne na alkalickom MPA alebo akomkoľvek selektívnom médiu (najlepšie TCBS). Po 6 hodinách sa film vytvorený na PV skúma a v prípade potreby sa vykoná prenos na druhé PV (výsevná rýchlosť cholerového vibria sa v tomto prípade zvyšuje o 10 %). Z PV sa vykoná prenos do alkalického MPA. Podozrivé kolónie (sklovito priehľadné) sa prenesú, aby sa získala čistá kultúra, ktorá sa identifikuje morfologickými, kultivačnými, biochemickými vlastnosťami, motilitou a nakoniec sa typuje pomocou diagnostických aglutinačných sér O-, OR-, Inaba a Ogawa a fágov (HDF). Boli navrhnuté rôzne možnosti urýchlenej diagnostiky, z ktorých najlepšou je luminiscenčno-serologická metóda. Umožňuje detegovať cholerové vibrio priamo v testovanom materiáli (alebo po predbežnej kultivácii v dvoch skúmavkách s 1 % PV, do jednej z ktorých sa pridá cholerový fág) v priebehu 1,5 – 2 hodín. Na urýchlenú detekciu cholerového vibria navrhol IEM v Nižnom Novgorode sadu papierových indikátorových diskov pozostávajúcich z 13 biochemických testov (oxidáza, indol, ureáza, laktóza, glukóza, sacharóza, manóza, arabinóza, manitol, inozitol, arginín, ornitín, lyzín), ktoré umožňujú rozlíšiť zástupcov rodu Vibrio od rodov Aeromonas, Plesiomonas, Pseudomonas, Comamonas a z čeľade Enterobacteriaceae. Na rýchlu detekciu cholerového vibria vo výkaloch a v objektoch životného prostredia je možné použiť RPGA s protilátkovým diagnostikom. Na detekciu nekultivovaných foriem cholerového vibria v objektoch životného prostredia sa používa iba metóda polymerázovej reťazovej reakcie.

V prípadoch, keď sú izolované cholery V. nepatriace do skupiny Ol, by sa mali typovať pomocou zodpovedajúcich aglutinačných sér iných séroskupín. Izolácia cholery V. nepatriacej do skupiny Ol od pacienta s hnačkou (vrátane hnačky podobnej cholere) si vyžaduje rovnaké protiepidemické opatrenia ako v prípade izolácie cholery V. skupiny Ol. V prípade potreby sa v takýchto vibriách pomocou PCR stanovuje prítomnosť génov patogenity ctxAB, tcp, toxR a hap.

Sérologická diagnostika cholery má pomocný charakter. Na tento účel sa môže použiť aglutinačná reakcia, ale je lepšie stanoviť titer vibriocídnych protilátok alebo antitoxínov (protilátky proti cholere sa stanovujú enzýmovou imunoanalýzou alebo imunofluorescenčnými metódami).

Laboratórna diagnostika vibriónov patogénnych pre necholeru

Hlavnou metódou diagnostiky chorôb spôsobených necholerovými patogénnymi vibriami je bakteriologická metóda s použitím selektívnych médií, ako sú TCBS, MacConkey atď. Príslušnosť izolovanej kultúry k rodu Vibrio sa určuje na základe kľúčových charakteristík baktérií tohto rodu.

Liečba cholery

Liečba pacientov s cholerou by mala pozostávať predovšetkým z rehydratácie a obnovenia normálneho metabolizmu vody a soli. Na tento účel sa odporúča používať soľné roztoky, napríklad s nasledujúcim zložením: NaCl - 3,5; NaHC03 - 2,5; KCl - 1,5 a glukóza - 20,0 g na 1 liter vody. Takáto patogeneticky podložená liečba v kombinácii s racionálnou antibiotickou terapiou umožňuje znížiť úmrtnosť pri cholere na 1 % alebo menej.

Špecifická prevencia cholery

Na vytvorenie umelej imunity bola navrhnutá vakcína proti cholere, vrátane vakcíny vyrobenej z usmrtených kmeňov Inaba a Ogawa; cholerový toxoid na subkutánne použitie a enterálna chemická bivalentná vakcína pozostávajúca z anatoxínu a somatických antigénov sérotypov Inaba a Ogawa, pretože sa nevytvára skrížená imunita. Trvanie postvakcinačnej imunity však nepresahuje 6 – 8 mesiacov, preto sa očkovanie vykonáva iba podľa epidemiologických indikácií. Antibiotická profylaxia sa v ložiskách cholery osvedčila, najmä tetracyklín, na ktorý je cholerový vibrio vysoko citlivý. Na rovnaký účel možno použiť aj iné antibiotiká účinné proti V. cholerae.