Escherichiosis (genus Escherichia, E. Coli)

Perwakilan utama genus Escherichia - E. Coli - pertama kali ditemukan pada tahun 1885 oleh T. Esherich, untuk menghormati genus bakteri ini diberi namanya. Fitur utama dari jenis ini: peritrichous (atau tetap) fermentasi laktosa membentuk asam dan gas (atau lactosonegative) dalam medium kelaparan dengan sitrat tidak tumbuh, reaksi Voges-Proskauer negatif dengan uji MR positif, memiliki fenilalanindezaminazy tidak tumbuh pada media dengan KCN, kandungan G + C dalam DNA adalah 50-51 mol%.

Genus Escherichia mencakup setidaknya 7 spesies; Yang terpenting dalam kedokteran adalah bentuk E. Coli, khususnya variannya yang menyebabkan penyakit manusia. Mereka dibagi menjadi 2 kelompok utama: menyebabkan penyakit ekstraintestinal dan agen penyakit usus akut (OKZ). Perwakilan dari yang pertama dibagi menjadi tiga kelompok pathogroup:

1. meningeal (MENEC - meningitis E. Coli);
2. septikemia (SEPEC - septikemia E. Coli) dan
3. uropatogenik (UPEC - uropatogenik E. Coli).

Pada gilirannya, varian E. Coli yang menyebabkan OKZ, pada awalnya dibagi menjadi 4 kategori berikut: E. Coli enterotoksigenik (ETEC); Enterer-invasif E. Coli (EIEC); Enteropathogenic E. Coli (EPEC) dan enterohaemorrhagic E. Coli (EHEC). Selanjutnya, dua kategori lagi diidentifikasi: E. Coli enteroaggregatif (EAEC) dan E. Coli agregat-kompleksitas (DAEC).

Selain itu, E. Coli digunakan dalam standar internasional sebagai indikator tingkat kontaminasi tinja air, terutama air minum, dan produk makanan.

Strain standar E. Coli (E. Coli K-12) banyak digunakan di laboratorium di banyak negara di dunia untuk mempelajari genetika bakteri.

[1], [2], [3],

Morfologi

E. Coli - fakultatif anaerobik, tumbuh dengan baik pada media nutrisi biasa - koloni pada agar berbentuk bulat, cembung, tembus cahaya. Pertumbuhan pada kaldu berupa kekeruhan yang menyebar. Suhu optimum untuk pertumbuhan 37 ° С, tumbuh dalam kisaran 10 sampai 45 ° С, pH optimum adalah 7,2-7,5. Pada semua lingkungan diagnostik diferensial koloni E. Coli. Merendahkan laktosa dicat warna indikator (pada lingkungan Endo - merah tua dengan kilau metalik).

Sifat biokimia

E. Coli dalam kebanyakan kasus dapat memfermentasi karbohidrat berikut untuk membentuk asam dan gas: glukosa, laktosa, manitol, arabinosa, galaktosa, kadang sukrosa dan beberapa karbohidrat lainnya; membentuk sebuah indole; sebagai aturan, tidak membentuk H ₂ S; mengembalikan nitrat ke nitrit, tidak mencairkan gelatin, tidak tumbuh pada lingkungan yang lapar dengan sitrat, memberikan reaksi positif dengan MR dan yang negatif - Foges-Proskauer. Dengan tanda-tanda ini, dapat dengan mudah dibedakan dari patogen sejumlah penyakit (disentri, tipus, salmonella, dll.). Namun, E. Coli patogen, dalam hal sifat budaya dan biokimia, seringkali tidak berbeda dari yang tidak patogenik.

[4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11]

Faktor patogenitas Escherichia coli

Kemampuan E. Coli menyebabkan berbagai penyakit disebabkan oleh adanya faktor patogenisitas berikut ini:

Faktor adhesi dan kolonisasi. Mereka diperlukan untuk menempel pada sel jaringan dan kolonisasi mereka. Tiga varian faktor kolonisasi ditemukan: a) CFA / I-CFA / VI (faktor kolonisasi Inggris) - mereka memiliki struktur fimbrial; b) EAF (faktor kepatuhan E. Coli enteropatogenik Inggris) - intimin adalah protein membran luar, dikodekan oleh gen eAeA. Ditemukan di 4 dan EHEC, terungkap oleh kemampuan bakteri untuk menempel pada sel Hep-2; c) Adhesi Henle-407 - struktur fimbrial, terdeteksi oleh kemampuan bakteri untuk menempel pada sel Henle-407. Mereka semua dikodekan oleh gen plasmid. Selain itu, faktor lain dari kolonisasi dijelaskan, dalam peran dimana lipopolisakarida bakteri juga dapat bertindak.

Faktor invasi. Dengan bantuan mereka, EIEC dan EHEC, misalnya, menembus epitheliocytes dari usus, berkembang biak di dalamnya dan menyebabkan kerusakan mereka. Peran faktor invasi dilakukan oleh protein membran luar.

Exotoksin. Pada E. Coli patogen, eksotoksin, membran yang merusak (hemolysin), penghambatan sintesis protein (toksin Shiga), pengaktifan utusan sekunder (messenger Inggris), toksin CNF, ST, CT, CLTD, EAST telah terdeteksi.

Hemolysin menghasilkan patogen yang berbeda, termasuk E. Coli. Hemolysin adalah toksin pembentukan pori. Ini pertama menghubungi membran sel target, dan kemudian membentuk pori-pori yang melaluinya molekul dan ion kecil masuk dan keluar, menyebabkan kematian sel dan lisis eritrosit.

Shiga Toxin (STX) pertama kali terdeteksi di Shigella dysenteriae, dan kemudian toksin serupa (shiga-like toxin) terdeteksi di EHEC. Toksin (N-glikosidase) menghambat sintesis protein dengan berinteraksi dengan 28S rRNA, akibatnya sel akan binasa (sitotoksin). Ada dua jenis toksin seperti shiga: STX-1 dan STX-2. Sifat antigenik STX-1 hampir identik dengan toksin Shiga, dan STX-2 berbeda dengan toksin Shiga pada sifat antigenik dan, tidak seperti STX-1, tidak dinetralisir oleh antiserum. Sintesis sitotoksin STX-1 dan STX-2 dikontrol dalam E. Coli oleh gen moderat mengubah prophages 9331 (STX-1) dan 933W (STX-2).

• Toksin L (toksin thermolabile) - ADP-ribosyltransferase; mengikat G-protein, menyebabkan diare.
• Toksin ST (toksin termostabil), berinteraksi dengan reseptor guanylate cyclase, merangsang aktivitasnya dan menyebabkan diare.
• CNF (cytotoxic necrotic factor) - protein deamidase, merusak protein RhoG. Racun ini ditemukan di UPEC, menyebabkan infeksi saluran kemih.
• CLTD-toxin adalah sitotesis yang melonggarkan toksin. Mekanisme tindakan kurang dipahami.
• The toxin EAST adalah toksin termostabil dari E. Coli enteroagregatif (EAEC), mungkin serupa dengan toksin termostabil (ST).

Endotoksin-lipopolisakarida. Mereka menentukan spesifisitas antigenik bakteri (yang ditentukan oleh rantai samping gula yang berulang) dan bentuk koloni (hilangnya rantai samping menyebabkan transformasi koloni S di koloni R).

Dengan demikian, faktor patogenisitas E. Coli dikendalikan tidak hanya oleh gen kromosom sel inang, tetapi juga oleh gen yang diperkenalkan oleh plasmid atau dengan fon konversi moderat. Semua ini menunjukkan kemungkinan varian patogen E. Coli sebagai akibat penyebaran plasmid dan fag moderat di antara mereka. Berikut adalah deskripsi singkat dari empat kategori E. Coli yang menyebabkan OKZ; informasi tentang kategori DAEC dan EAEC yang baru diidentifikasi dalam sumber yang tersedia bagi kami tidak ditemukan.

ETEC mencakup 17 serogrup. Faktor adhesi dan kolonisasi struktur fimbrial tipe CFA dan enterotoksin (LT atau ST, atau keduanya) dikodekan oleh plasmid yang sama (plasmid). Kolonisasi villi tanpa merusaknya. Enterotoxins menyebabkan terjadinya pelanggaran metabolisme air-garam. Pelokalan prosesnya adalah area usus halus. Dosis yang menginfeksi 108-1010 sel. Penyakit ini berlanjut sesuai dengan jenis diare seperti kolera. Jenis epidemi - air, kurang sering makanan. Anak usia 1 sampai 3 tahun dan orang dewasa sakit.

EIEC mencakup 9 serogrup, patogenisitas dikaitkan dengan kemampuan untuk menembus sel epitel mukosa usus dan berkembang biak di dalamnya, menyebabkan kerusakan. Sifat-sifat ini dikodekan, selain gen kromosom, oleh gen plasmid (140 MD). Plasmid mengkodekan sintesis protein membran luar, yang menentukan invasi. Baik plasmid itu sendiri dan protein yang dikodekannya terkait dengan agen penyebab disentri, yang menjelaskan kesamaan antara EIEC dan shigella. Dosis yang menginfeksi 10s sel. Pelokalan proses - ileum bawah dan usus besar. Penyakit ini berlanjut menurut jenis disentri: diare berair pertama, kemudian sindrom kolitis. Anak-anak sakit selama 1,5-2 tahun, remaja dan orang dewasa. Jenis wabah - makanan, air.

Epidemiologi

E. Coli adalah perwakilan dari mikroflora normal dari saluran pencernaan semua mamalia, burung, reptil dan ikan. Oleh karena itu, untuk mengetahui varian E. Coli dan mengapa penyebab eskeposisinya, diperlukan penelitian struktur antigenik, untuk mengembangkan klasifikasi serologis yang diperlukan untuk identifikasi serovariant patogenik, dan untuk mengetahui faktor patogenisitas apa yang mereka miliki, yaitu mengapa mereka mampu menyebabkan berbagai bentuk eskatioosis. .

171 varian antigen O-antigen (01-0171), 57 varian antigen H-antigen (H1-H57) dan 90 varian antigen permukaan (kapular) K ditemukan di E. Coli. Namun, sebenarnya ada 164 kelompok antigen O dan 55 serovariant untuk antigen H, karena beberapa dari kelompok 0: H-serogroup pertama dikeluarkan dari spesies E. Coli, namun jumlah orninal antigen O dan H tetap tidak berubah. Karakteristik antigenik E. Coli diarrheogenik mencakup jumlah antigen O dan H, misalnya 055: 116; 0157: H7; O-antigen berarti milik sebuah serogroup tertentu, dan antigen-H adalah serovariantnya. Sebagai tambahan, dengan studi antigen O dan H yang lebih dalam, antigen faktorial dan antagonis faktorial diidentifikasi, yaitu subvariagianya antigeniknya, misalnya: H2a, H2S, H2C atau O20, O20a, O20ab, dll. Secara keseluruhan, 43 O-serogroups dan 57 OH-serovarants termasuk dalam daftar E. Coli diarrheogenik. Daftar ini diisi ulang dengan semua serovarian baru.

[12], [13], [14]

Gejala

Kelompok ini mencakup 9 serogrup kelas 1 dan empat serogrup kelas 2. Serogroup kelas 1 memiliki plasmid (60 MD), yang mengendalikan sintesis faktor adhesi dan kolonisasi tipe EAF. Hal ini ditunjukkan oleh protein yang dilokalisasi di membran luar, dan diidentifikasi oleh kemampuan bakteri untuk menempel pada sel HEp-2. Protein memiliki massa 94 kD. Pada serogrup kelas 2, plasmid ini tidak ada, patogenisitasnya disebabkan beberapa faktor lainnya. Beberapa strain 4 dari kedua kelas memiliki kemampuan untuk mensintesis STX. 4 menjajah plasmolemma enterosit, menyebabkan kerusakan pada permukaan epitel dengan pembentukan erosi dan peradangan moderat. Dosis yang menginfeksi 105-10 ¹² sel. Prosesnya dilokalisasi di usus kecil. Penyakit ini ditandai dengan diare berair dan ditandai dehidrasi. Sebagian besar anak-anak dari tahun pertama kehidupannya sakit. Cara infeksi adalah kontak-rumah tangga, lebih jarang makanan.

Serogroups EIEC dan 4 adalah penyebab paling sering wabah nosokomial.

ERUT menghasilkan sitotoksin STX-1 dan STX-2. Orang menyebabkan kolitis hemoragik dengan komplikasi berat berupa uremia hemolitik dan purpura thrombocytopenic trombotik. Racun menghancurkan sel endotel pembuluh darah kecil. Pembentukan bekuan darah dan hilangnya fibrin menyebabkan terjadinya pelepasan darah, perdarahan, iskemia dan nekrosis di dinding sel. Sindrom hemolitik urologis dapat menyebabkan kematian. EHEC diwakili oleh banyak serotipe (-150), namun peran epidemiologis utama dimainkan oleh E. Coli 0157-H7 dan mutan non-mutan bebas EA1515: NM, karena hanya mereka yang membentuk STX. Strain bakteri ini hanya bisa melepaskan satu dari sitotoksin, atau keduanya. Dipercaya bahwa reservoir alami ENOV serovar, termasuk E. Coli 0157: H7, adalah sapi dan domba. Rute infeksi yang paling sering adalah makanan (daging, terutama daging cincang, susu). E. Coli 0157: H7 sangat tahan terhadap faktor yang tidak menguntungkan. Ini berkontribusi pada kelangsungan hidup dan reproduksi produk yang berbeda. Kemungkinan kontaminasi oleh kontak dan rumah tangga. Permulaan penyakitnya akut: kram usus, kemudian diare, awalnya berair, lalu dengan darah. Anak-anak dan orang dewasa sakit. Orang sakit itu menular.

Diagnostik laboratorium

Hal ini didasarkan pada isolasi budaya murni patogen dan identifikasi, serta pada pengujian toksin oleh PCR. Agen penyebab escherichiosis diidentifikasi dengan serangkaian sera OK polivalen dan satu set antibodi sera yang teradsorpsi hanya mengandung antigen tertentu. Untuk mengidentifikasi EIEC, sampel aktif keratocon dapat digunakan. Beberapa perwakilan EIEC tidak bergerak, tidak memfermentasi laktosa dan salisin. Identifikasi E. Coli 0157: H7 dibantu oleh ketidakmampuannya untuk memfermentasi sorbitol (gunakan media Endo dengan sorbitol dan bukan laktosa). Tapi yang terbaik adalah menggunakan sistem tes PCR untuk mengidentifikasi dan membedakan patogen OKZ (semua kategori). Jika perlu, patogen yang dipilih menentukan kepekaan terhadap antibiotik.

Pengobatan Escherichia coli

Berbagai antibiotik yang digunakan. Larutan garam oral digunakan untuk mengembalikan metabolisme garam air yang terganggu. Mereka diproduksi dalam kantong plastik dalam bentuk bubuk yang mengandung NaCl 3,5 g; NaHC03 - 2,5 g; KC1 - 1,5 g dan glukosa - 20,0 g dan dilarutkan dalam 1 liter air.