«Овощная» инфекция
В этом году за несколько месяцев вспышка кишечной инфекции, зафиксированная в Германии, распространилась едва ли не по всему Евросоюзу. Число жертв постоянно росло. Сообщения в СМИ напоминали сводки с фронта. ВОЗ призывала незамедлительно найти источник заражения. Тем временем ученым удалось выделить инфекционный агент. В кратчайшие сроки расшифровали геном возбудителя и описали его особенности. Но выявить источник инфекции так и не удалось
Родня
В 1885 г. венский педиатр Т. Эшерих впервые выделил кишечную палочку из фекалий ребенка, больного так называемой детской холерой. Тем не менее ее роль в патологии кишечника еще долго подвергалась сомнению, поскольку похожие бактерии неизменно выявляли в кишечнике здоровых детей и взрослых, а один из постулатов Р. Коха жестко разграничивал болезнетворные и безвредные микроорганизмы.
Патогенетическая неоднородность эшерихий была доказана только в 50-х годах прошлого века, когда датский бактериолог Ф. Кауфман обосновал принципы серологической классификации Escherichia сoli на основе поверхностных антигенов.
Не вдаваясь в детали иммунотипирования, можно сказать, что серологические маркеры кишечной палочки, как и других представителей многочисленного семейства энтеробактерий, представлены О-, К- и Н-антигенами, носителями которых являются липополисахарид внешней мембраны бактерии, ее микрокапсула и жгутики. Сочетание соматического (О-антиген) и капсульного антигенов или сам по себе соматический антиген указывает на принадлежность к определенной серогруппе. По «составу» ОН- или ОКН-антигенов идентифицируются серовары.
Виды
В 1987 г. М. Levene на основании серологических маркеров, патогенетических механизмов и эпидемиологических особенностей выделил пять разновидностей диареегенных эшерихий: энтеротоксикогенные, энтеропатогенные, энтероинвазивные, энтерогеморрагические и энтероагрегирующие, или энтероадгезивные.
Энтеротоксикогенные кишечные палочки (ЭТКП), представленные в количестве более чем 70 серогрупп, признаны основной причиной спорадической и эпидемичной детской диареи в развивающихся странах с субтропическим и тропическим климатом. В развитых странах эшерихии этой категории ассоциируются в основном с «диареей путешественников», которая наблюдается у туристов, побывавших в неблагополучных по ЭТКП-инфекции районах.
Характерно, что энтеротоксикогенные кишечные палочки способны продуцировать токсины, нарушающие баланс между секрецией и всасыванием жидкости эпителиальными клетками тонкого кишечника. Самые известные из них — термолабильный (LT) и термостабильный (ST). Энтеротоксины отличаются как по структуре, так и по механизму действия, но результат их деятельности один и тот же — избыток воды и электролитов в просвете кишечника, что и вызывает диарею.
Энтеропатогенные кишечные палочки (ЭПКП), среди которых встречаются представители около 20 серогрупп, тоже поражают тонкий кишечник, правда, лишь у детей младшего возраста, преимущественно первого года жизни.
Как и энтеротоксикогенная диарея, ЭПКП-диарея не сопровождается воспалительной реакцией. Однако патогенетический потенциал энтеропатогенных кишечных палочек реализуется иначе.
Адгезины энтеропатогенных кишечных палочек (в том числе закодированные в хромосоме белки наружной мембраны, названные «интиминами», и белковые продукты плазмиды* с молекулярной массой 60 мД) оккупируют рецепторы энтероцитов, тем самым инициируя перестройку внутриклеточного гомеостаза энтероцитов. Как следствие, всасывание жидкости нарушается и развивается диарея.
Энтероинвазивные кишечные палочки (ЭИКП), подобно шигеллам и в отличие от описанных выше сородичей, наделены способностью проникать в эпителиоциты толстого кишечника и продуцировать там ферменты, которые разрушают стенку фагосом, вызывая повреждение эпителиоцитов и распространение инфекции. Но энтероинвазивностью сходство кишечных палочек с шигеллами не ограничивается. Есть у них и другие общие признаки, такие, к примеру, как отсутствие жгутиков, замедленная ферментация, сходство соматических антигенов.
Кишечная палочка на слизистой кишечника (электронная микроскопия)
В дополнение характеристики энтероинвазивных кишечных палочек следует отметить, что энтероинвазивность свойственна представителям лишь нескольких серогрупп. А ЭИКП «специализируются» главным образом на детях, вызывая у них колитический синдром, который, как и шигеллезная дизентерия, проявляется кровянистыми испражнениями с примесью слизи и лейкоцитов.
Энтерогеморрагические кишечные палочки (ЭГКП) относятся к представителям четырех серологических групп. С точки зрения вирулентности они обладают более мощным «арсеналом» в сравнении с другими разновидностями эшерихий. Достаточно сказать, что энтерогеморрагические кишечные палочки колонизируют толстый кишечник с помощью интимина (плазмидные продукты с молекулярной массой 60 мД и 94 кД) — белка наружной мембраны. По завершении колонизации они начинают продуцировать токсины, которые оказывают местное действие, провоцируя развитие геморрагического колита и системных эффектов в виде поражения почек, центральной нервной системы, внутрисосудистого гемолиза.
Однако энтерогеморрагические кишечные палочки далеко не всегда вызывают геморрагический колит, сопровождающийся кровянистой диареей с отсутствием в испражнениях значительной примеси лейкоцитов и протекающий на фоне нормальной или субфебрильной температуры тела, а внекишечные проявления заболевания встречаются довольно редко.
К примеру, гемолитико-уремический синдром, характеризующийся триадой симптомов (гемолитической анемией, тромбоцитопенией, острой почечной недостаточностью), развивается в 5–7% случаев. Зачастую инфекция протекает легко, более того, в литературе описаны случаи бессимптомного носительства энтерогеморрагических кишечных палочек.
Что касается энтероагрегирующих кишечных палочек (ЭАКП), то они выделены в отдельную категорию из-за морфологических особенностей их адгезии в культурах эпителиальных клеток человека.
Энтероагрегирующие кишечные палочки считаются одними из «виновников» диарейного синдрома у детей, отличающегося особенно упорным течением.
Серологические маркеры энтероагрегирующих кишечных палочек неизвестны. То же самое можно сказать о структурной основе и патогенетической значимости их адгезивности.
Известно только, что энтероагрегирующие кишечные палочки способны продуцировать токсины и колонизировать различные отделы кишечника.
История повторяется?
С начала 1980-х годов с завидной регулярностью стали появляться сообщения об эпидемических вспышках кишечной коли-инфекции в США, Канаде, Франции, Шотландии, Египте и Японии.
Инфекция с «одинаковым успехом» поражала и взрослых, и детей. Как правило, проявлялась в виде геморрагического колита, клинически неотличимого от шигеллеза. У некоторых больных развивался гемолитико-уремический синдром, который примерно в 10% случаев заканчивался летальным исходом.
В перечне источников инфекции отсутствовали разве что морепродукты, хлебобулочные и кондитерские изделия. В «черном списке» оказались гамбугеры (в США инфекция получила неофициальное название «болезнь любителей гамбургеров») и копченая колбаса, баранина и курятина, йогурт и сыр, молоко и питьевая вода, фрукты и овощи (проростки редиса, латук, капуста, листовой салат). Но в качестве инфекционного агента неизменно фигурировал штамм энтерогеморрагической кишечной палочки О157:Н7, обладающий способностью продуцировать так называемые веротоксины, практически идентичные шига-токсинам (чем и объясняется клиническое сходство с шигеллезом).
Происхождение E. coli O157:Н7 неизвестно. Большинство специалистов склоняются к мнению, что «очень похожий штамм возник локально в конце 70-х годов прошлого века, но распространился повсеместно благодаря домашнему скоту и сейчас провоцирует регулярные вспышки кишечных инфекций по всему миру». Впрочем, не исключено, что при близких контактах инфекция может передаваться от человека человеку фекально-оральным путем. Во всяком случае, если не все, то многие специалисты предпочитают говорить об антропозоонозном характере инфекции.
Нынешняя вспышка кишечной инфекции, как известно, началась в мае. Но за несколько месяцев о ней узнали немного.
Судя по имеющимся сведениям, у большинства больных инфекция проявляется геморрагическим колитом. У некоторых пациентов (уже после прекращения диареи) развивается гемолитико-уремический синдром, чреватый смертельным исходом.
В этом она очень похожа на инфекцию, ассоциирующуюся с E. coli O157:Н7, но есть у нее и свои особенности — быстрое развитие заболевания, преимущественное поражение взрослых (около 90% больных старше 18 лет) и особенно женщин (почти 70% случаев).
Кроме того, удалось доказать, что возбудителем заболевания является штамм ЭГКП — E. coli O104:Н4, геном которого состоит из 5,2 млн нуклеотидных пар и на 93% совпадает с геномом штамма кишечной палочки, выделенной еще в 2002 г. от ВИЧ-позитивного пациента из Южно-Африканской Республики, страдавшего хронической диареей.
Происхождение
Как это часто бывает после расшифровки генома, незамедлительно появились версии о происхождении штамма. Одни утверждали, что это новое бактериологическое оружие, другие связывали появление штамма с генетическими манипуляциями над растениями. А в пресс-релизе Пекинского института геномики, где проводилась расшифровка генома, E. coli O104:Н4 был охарактеризован как «абсолютно новый и отличающийся повышенной заразностью супертоксичный штамм кишечной палочки». Заметим, что в одном из номеров Yonsei Medical Journal за 2006 г. имеется описание гемолитико-уремического синдрома, развившегося у 29-летней жительницы Южной Кореи вследствие инфицирования E. coli O104:Н4 и успешно излеченного с помощью плазмафереза и гемодиализа. По заключению Государственного института сывороток Дании — сотрудничающего центра ВОЗ по справочной информации и научным исследованиям эшерихий и клебсиелл, — вышеупомянутый возбудитель «встречался ранее среди людей, но никогда не был причиной вспышки». В связи с этим более вероятной представляется версия о постепенном распространении E. coli O104:Н4. Вполне возможно, что и нынешний штамм, подобно E. coli О157:Н7, распространялся с участием домашнего скота.
Но вернемся к результатам исследований. Сотрудникам Института Роберта Коха (Германия) удалось идентифицировать в геноме E. coli O104:Н4 гены, кодирующие веротоксины, и гены, ответственные за резистентность более чем к десяти антибиотикам восьми классов, включая пенициллин, стрептомицин, тетрациклин, хинолоны, ко-тримоксазол, цефалоспорины трех поколений, амоксициллин/клавулановую кислоту, пиперациллин/сульбактам, пиперациллин/тазобактам.
Важность полученных данных трудно переоценить. Дело в том, что генами резистентности оказались печально известные гены TEM-1 и CTX-M-15. Их впервые выявили у клебсиеллы, которая в 90-х вызвала вспышку внутрибольничных инфекций в Европе.
Правда, практического значения антибиотикоустойчивость E. coli O104:Н4 не имеет, поскольку применение антибиотиков, скорее, вредит пациенту, так как гибель бактерий сопровождается массивным выбросом токсинов.
Ламара Львова, канд. биол. наук
“Фармацевт Практик” #10′ 2011
