Основные этапы развития микробиологии и вирусологии. Роль отечественных ученых в развитии микробиологии и вирусологии. (И.И.Мечников,

Микробиология — ИГМА, Лечебное дело

Таксономия

Возбудитель эшерихиозов — бактерия Escherichia coli (кишечная палочка). Согласно современной классификации:

Царство: Bacteria
Тип: Proteobacteria
Класс: Gammaproteobacteria
Порядок: Enterobacterales
Семейство: Enterobacteriaceae
Род: Escherichia
Вид: Escherichia coli

Внутри вида выделяют серогруппы (О-антиген), серовары (О- и Н-антигены) и патоварианты (категории) — энтеропатогенные (ЭПКП), энтеротоксигенные (ЭТКП), энтероинвазивные (ЭИКП), энтерогеморрагические (ЭГКП) и энтероагрегативные (ЭАгКП).

Характеристика возбудителя

Морфология

Грамотрицательные палочки с закруглёнными концами, размером 2–3 × 0,5–0,8 мкм.
Подвижны (перитрихи), имеют пили (фимбрии) для адгезии.
Спор не образуют, некоторые штаммы образуют капсулу (микрокапсулу).

E. coli морфология

Культуральные свойства

Факультативный анаэроб (лучше растёт в аэробных условиях).
Температурный оптимум: 37°C, pH 7,2–7,4.
На среде Эндо – колонии малиново-красного цвета с металлическим блеском (лактозоположительна).
На среде Левина (с эозином и метиленовым синим) – тёмно-фиолетовые колонии с чёрным центром.
На МПА – серые, полупрозрачные колонии.
Характерный запах (фекальный) при росте на плотных средах.

Биохимические свойства

Ферментирует глюкозу, лактозу, маннит с образованием кислоты и газа.
Образует индол (разрушает триптофан), не разлагает мочевину, не образует сероводород (отличие от сальмонелл).
Оксидаза-отрицательна, каталаза-положительна.
Реакция Фогес-Проскауэра (образование ацетилметилкарбинола) отрицательна, реакция с метиловым красным положительна (смешанное брожение).

Антигенная структура и серотипы

О-антиген (соматический, липополисахарид) – более 170 серогрупп.
К-антиген (капсульный, поверхностный) – около 80 типов.
Н-антиген (жгутиковый) – более 50 типов.
Серотип записывается как O:К:H (например, O157:H7 – возбудитель геморрагических колитов).
Патогенные штаммы имеют специфические О-серогруппы (ЭПКП – O26, O55, O111, O119; ЭТКП – O6, O8, O25; ЭИКП – O28, O124; ЭГКП – O157, O26, O111).

Факторы патогенности

Адгезины (фимбрии, пили типа I, P-фимбрии, CFA-антигены у ЭТКП).
Инвазины (белки, обеспечивающие проникновение в клетки – у ЭИКП).
Токсины:
Энтеротоксины: термолабильный (ЛТ) – активирует аденилатциклазу → ↑цАМФ → гиперсекреция воды и электролитов; термостабильный (СТ) – активирует гуанилатциклазу → ↑цГМФ → аналогичный эффект.
Цитотоксины: шига-подобный токсин (Stx1, Stx2) – у ЭГКП, нарушает синтез белка в эндотелиоцитах капилляров → гемолитико-уремический синдром.
Гемолизины (α-гемолизин).
Эндотоксин (липополисахарид О-антигена) – вызывает лихорадку, активацию макрофагов, септический шок.
Факторы, подавляющие фагоцитоз: капсула, нейраминидаза.

> [!simple] Простыми словами: E. coli — обычная подвижная бактерия, обитающая в кишечнике. Но у неё есть "вооружение": крючки (пили) для прикрепления, яды (токсины) для выкачивания воды и повреждения клеток, а также антигены, по которым мы различаем опасные штаммы.

Роль Escherichia coli в норме и патологии

Нормальная микрофлора

E. coli — основной представитель аэробной части нормальной микрофлоры толстой кишки человека. Выполняет следующие функции:

Конкурентное подавление патогенных бактерий (сальмонелл, шигелл).
Синтез витаминов группы B и витамина K.
Участие в метаболизме желчных кислот, холестерина.
Стимуляция местного иммунитета (антитела к О- и Н-антигенам).

Условно-патогенная роль (оппортунистические инфекции)

При снижении иммунитета, дисбиозе (после антибиотиков), перемещении в другие локумы вызывает:

Инфекции мочевыводящих путей (циститы, пиелонефриты) – наиболее частая локализация.
Интраабдоминальные инфекции (перитониты, холециститы, абсцессы).
Раневые инфекции, пролежневые язвы, маститы.
Сепсис и менингиты (особенно у новорождённых, часто с капсульным антигеном K1).
Нозокомиальные пневмонии (при ИВЛ, аспирации).

Эшерихиозы (диарейные инфекции)

Это острые антропонозные кишечные инфекции, вызванные патогенными штаммами. Делятся на 5 категорий (патовариантов):

|-----------|-----------|---------------------|------------------------|

| Энтеропатогенные (ЭПКП) | Адгезия к энтероцитам, разрушение микроворсинок, диарея без инвазии | Водянистая диарея у детей до года, рвота, лихорадка | O26, O55, O111, O119, O127 |

| Энтероинвазивные (ЭИКП) | Внедрение в энтероциты, внутриклеточное размножение, деструкция слизистой | Инвазивная диарея (с кровью, слизью), тенезмы, лихорадка (напоминает шигеллёз) | O28, O124, O136, O144 |

| Энтерогеморрагические (ЭГКП) | Продукция шига-подобного токсина, поражение эндотелия сосудов толстой кишки | Геморрагический колит, выраженные боли, стул с кровью; осложнение — гемолитико-уремический синдром (ГУС) | O157:H7, O26, O111, O145 |

| Энтероагрегативные (ЭАгКП) | Аггрегация на энтероцитах (муаровый кирпич), выделение цитотоксинов | Персистирующая водянистая диарея (до 2–3 недель) у детей, часто с нарушением всасывания | O44, O126, O111(новые) |

> [!example] Пример: Вспышка геморрагического колита в Германии (2011) была вызвана энтероагрегативным штаммом E. coli O104:H4, который приобрёл гены шига-токсина от энтерогеморрагических штаммов. Это привело к большому числу случаев ГУС.

Микробиологическая диагностика

Материал для исследования

При эшерихиозах: фекалии, ректальные мазки, рвотные массы, промывные воды желудка, кровь (при подозрении на сепсис).
При мочевых инфекциях: средняя порция мочи.
При гнойных выделениях: раневое отделяемое, гной, ликвор (при менингите), биоптаты.

Методы

1. Бактериоскопический (ориентировочный)

Окраска по Граму: грамотрицательные палочки.
Особого диагностического значения не имеет, так как эшерихии не отличимы по морфологии от других энтеробактерий.

2. Бактериологический (основной)

Посев на дифференциально-диагностические среды (Эндо, Левина, Мак-Конки).
Инкубация 24–48 ч при 37°C.
Пересев подозрительных колоний на скошенный агар.
Идентификация:
Определение ферментации лактозы, глюкозы, маннита.
Тесты на индол, мочевину, сероводород, цитрат (цитрат-отрицательна, в отличие от Klebsiella).
Реакция с метиловым красным (положительна), Фогес-Проскауэра (отрицательна).
Определение антигенной структуры: реакция агглютинации с О- и Н-сыворотками.
Для ЭТКП: тест на продукцию термолабильного (жидкостные обращённые ампулы) и термостабильного токсина (иммуноферментный анализ, ПЦР).
Для ЭГКП: выявление генов stx1/stx2 (ПЦР), серотипирование O157:H7.

3. Серологический (вспомогательный)

Определение антител к О-антигену в парных сыворотках (нарастание титра в 4 раза).
Для ретроспективной диагностики (особенно при подозрении на ГУС).

4. Молекулярно-генетический

ПЦР на гены вирулентности (eae – интимин, stx – шига-токсин, LT/ST – энтеротоксины, ipaH – инвазия).
ПЦР в реальном времени – быстрая детекция в фекалиях.

5. Биологическая проба (редко) – заражение крольчат для выявления диареи (для ЭТКП).

Схема бактериологической диагностики кишечной палочки

Специфическая профилактика

Вакцины (ограниченное применение):
Пероральная живая вакцина на основе ЭПКП (O111, O55, O101) – для детей в эндемичных регионах.
Анатоксины (ЛТ-токсин) – экспериментально.
Субликвадринтная вакцина против ЭГКП O157 на стадии клинических испытаний.
Неспецифическая профилактика:
Санитарно-гигиенические мероприятия (мытьё рук, контроль воды и пищи).
Исключение употребления непастеризованного молока, плохо прожаренного мяса.
Санитарное просвещение (особенно при "диарее путешественников").
Пробиотики (штаммы лактобацилл, бифидобактерий) для нормализации микрофлоры.

Лечение

Этиотропная терапия (антибиотики)

При неосложнённых формах (ЭТКП, ЭПКП) – антибиотики назначают не всем, только при тяжёлом течении. Препараты выбора:
Цефалоспорины III поколения (цефтриаксон, цефотаксим) – особенно при внекишечных формах.
Фторхинолоны (ципрофлоксацин, левофлоксацин) – при устойчивости к цефалоспоринам.
Макролиды (азитромицин) – при ЭТКП.
При ЭГКП (O157:H7) антибиотики противопоказаны – они увеличивают риск ГУС за счёт массивного высвобождения шига-токсина из разрушенных бактерий.
При инвазивных формах (ЭИКП) – фторхинолоны или азитромицин.
Чувствительность определяют в посевах (при тяжёлом течении) с учётом роста резистентности (продукция бета-лактамаз расширенного спектра – БЛРС).

Патогенетическая терапия

Оральная регидратация (глюкозо-солевые растворы) при любой диарее.
При признаках ГУС – гемодиализ, плазмаферез, мониторинг почечной функции.
Энтеросорбенты (смектит диоктаэдрический) – для связывания токсинов (доказательная база неоднозначна).
Пробиотики (препараты на основе Saccharomyces boulardii, Lactobacillus, Bifidobacterium) – ускоряют восстановление микробиоценоза.

> [!critical] Ключевой факт: E. coli — нормальный обитатель кишечника, но патогенные серотипы (особенно ЭГКП O157:H7 и ЭИКП) вызывают тяжёлые диареи. При подозрении на геморрагический эшерихиоз антибактериальная терапия противопоказана — она повышает риск гемолитико-уремического синдрома.

---

Итог. E. coli является как комменсальным симбионтом, так и опасным патогеном. Диагностика основана на бактериологическом методе с определением серогрупп и генов вирулентности. Специфическая профилактика ограничена, антибиотикотерапия показана только при определённых клинических формах и должна учитывать резистентность.

Все вопросы раздела: Подготовка к экзамену по Микробиологии