Устойчивость кишечной палочки к антибиотикам

Кишечная палочка (Escherichia coli) – условно-патогенная бактерия палочкообразной формы, которая обитает и развивается только в условиях отсутствия кислорода. Таким местом является кишечник человека. У нее есть патогенные и непатогенные разновидности, которые при нормальном количестве совершенно не вредят, а, наоборот, участвуют в синтезе витаминоподобных соединений. Патогенные микроорганизмы вызывают тяжелые заболевания, поэтому требуют лечения.

Способы заражения

Вспышки кишечной палочки имеют сезонный характер. Чаще эпидемии встречаются в летние месяцы. Основные пути инфицирования:

• орально-фекальный – после контакта с зараженной фекалиями водой и почвой, а также с овощами, которые на ней выросли;
• контактно-бытовой – от больного человека через предметы общего пользования (такой способ менее распространен, нежели первый);
• из воспаленных органов мочеполовой системы;
• передача escherichia coli от матери ребенку во время родов.

Последний способ передачи является самым опасным, с большим количеством осложнений. Иммунная система новорожденного ослаблена, поэтому организм не в состоянии бороться с E. Coli. Бактерия быстро размножается, поражает мозг, вызывая менингит.

Инкубационный период составляет 3-8 дней.

У новорожденных эшерихия коли бывает гемолитической и лактозонегативной. Повышение уровня первой разновидности должно вызвать опасение у врачей. Лактозонегативная палочка должна присутствовать в кишечнике, но ее норма составляет 10 5 . Превышение нормальных показателей приводит к появлению непереваренных частиц пищи в каловых массах, а также к чередованию запоров и диарей.

Основным источником заражения кишечной палочкой является крупный рогатый скот. Вместе с испражнениями животного выделяются бактерии, которые попадают в почву и водоемы. Мясо, прошедшее недостаточную тепловую обработку, а также непастеризованное молоко является источником заражения.

Предрасполагающие факторы для заражения – несоблюдение правил личной гигиены, снижение защитных свойств организма, неблагоприятная эпидемиологическая обстановка, посещение стран с высоким уровнем загрязнения воды и почвы.

Все бактерии группы кишечной палочки (БГКП) можно поделить на условно-патогенные и патогенные. Последних насчитывается более 100 штаммов. Именно они вызывают кишечные инфекции. Среди основных видов кишечных палочек можно отметить:

• Энтероинвазивные. Симптоматика инфекции схожа с дизентерией.
• Энтеропатогенные. Чаще заселяют тонкую кишку грудничков.
• Энтеротоксигенные. Вызывают болезни желудка, симптомы которых проходят на 3-5 сутки без медикаментозного лечения.
• Энтерогеморрагические. Сопровождается развитием колита и уремического синдрома, приводит к стремительному ухудшению самочувствия.

Все патогенные кишечные палочки могут вызвать инфекционные заболевания (эшерихиозы). Все E. Coli на протяжении длительного времени могут сохранять жизнедеятельность во внешней среде — в кале, воде и почве. Бактерию убивают некоторые химические соединения, а также воздействие температур выше 70 ˚С.

Симптомы

Общее ухудшение самочувствия и нарушение пищеварения – основные симптомы кишечной палочки. Кишечная инфекция может протекать по типу энтероколита, пищевого отравления, дизентерийной или холероподобной инфекции, геморрагического колита. Симптомы зависят от разновидности микроорганизмов, поэтому каждый класс нужно изучать более подробно.

Данный возбудитель вызывает тошноту, рвоту, боль в желудке, сильную диарею и высокую температуру тела. Каловые массы обильные водянистые. Чаще диагностируется такая форма эшерихиоза у детей до года.

Причиной возникновения эшерихиоза чаще становятся грязные руки, а также немытые овощи и фрукты. Кишечная палочка крепко прикрепляется к слизистой кишечника, поэтому симптоматика ярко выраженная.

Признаки:

• обильные водянистые испражнения;
• приступообразная боль в животе;
• тошнота и рвота;
• слабость;
• мышечная и суставная боль;
• повышение температуры тела.

Бактерии данной группы кишечной палочки приводят к наиболее тяжелым последствиям. Гемолитическая E. Coli сопровождается развитием острой гемолитической анемии, поскольку разрушаются кровяные тельца. Это может привести к смерти пациента, поэтому важно вовремя распознать заражение.

Симптомы:

• диарея с примесью крови;
• тошнота, рвота;
• отсутствие аппетита;
• слабость;
• головная боль;
• лихорадка, высокая температура тела;
• боль в желудке.

У детей бактерии данной группы кишечной палочки имеют особенности – вздутие живота, жидкий кал со слизью и частицами непереваренной пищи, срыгивания, рвота, повышение температуры тела, плаксивость и беспокойность.

Данная разновидность escherichia coli возникает у детей, пожилых людей и женщин после родов.

Симптомы всегда появляются внезапно и остро. Кроме разрушения кровяных телец, происходит поражение почечных канальцев и клубочков. Развивается ишемия сосудов почечных клубочков, а затем острая почечная недостаточность. В результате токсического воздействия появляется гемолитическая желтуха, кожный покров приобретает лимонно-желтый оттенок.

Бактерия данной группы кишечной палочки чаще встречается у детей, вызывая при этом такие симптомы:

• жидкий стул с примесью крови;
• боль внизу живота;
• слабость;
• отказ от еды;
• головную боль;
• повышение температуры тела.

Кишечная палочка и мочеполовая система

Кишечная палочка, попадая в органы мочевыделительной или половой системы, приводит к заболеваниям этих органов. Распространены болезни, вызванные E. Coli:

• цистит;
• пиелонефрит;
• уретрит, простатит, эпидидимит и орхит у мужчин;
• аднексит, вульвовагинит, эндометрит, кольпит у женщин;
• перитонит.

Эшерихия коли проникает из прямой кишки в уретру и мочевой пузырь восходящим путем. Есть предположения, что передается палочка половым путем от зараженного партнера.

Инфекционные болезни, вызванные кишечной палочкой, трудно поддаются лечению. Бактерия ослабляет местный иммунитет, из-за чего высока вероятность заражения гонококками, стафилококками и другими опасными микроорганизмами. Может развиться хламидиоз или гонорея.

Одновременно с мочеполовыми болезнями возможны осложнения со стороны пищеварительного тракта, например, пиелонефрит часто сопровождается острым панкреатитом.

Полезное видео о кишечной палочке

Какой врач лечит эшерихиоз?

Диагностикой и лечением эшерихиоза занимается инфекционист.

Норма кишечной палочки

Кишечная палочка – микроскопическая бактерия. Ее характеристика:

• грамотрицательный микроорганизм;
• размер всего 2х0,6 мкм;
• устойчива в окружающей среде;
• оптимальная рН 7,2-7,4;
• подходящая температура – 37 ˚С.

Непатогенные штаммы входят в состав микрофлоры здорового человека. В норме их число варьируется от 10 6 до 10 8 КОЕ/г. Ими заселяется кишечник в первые дни рождения младенца.

Если нормальное количество микроорганизмов превышено, то E. Coli. оказывают токсическое воздействие, поэтому нужно лечение.

Анализы

Основу обследования для постановки диагноза составляет лабораторная диагностика эшерихиозов. Она предполагает:

• анализ крови;
• анализ мочи и кала;
• копрограмма, кал на дисбактериоз;
• мазок из влагалища и уретры;
• анализ рвотных масс;
• анализ мочи на ацетон.

В результате полученных в ходе обследования данных можно судить о состоянии микрофлоры кишечника, тяжести интоксикации организма, а также определить вид и класс бактерий, их устойчивость к антибиотикам.

Если эшерихия коли обнаружена в крови, то это свидетельствует о тяжелом состоянии, которое может закончиться летальным исходом. Такие пациенты подлежат срочной госпитализации.

Лечение

Самостоятельно лечить кишечную палочку недопустимо. Симптомы эшерихиоза схожи с другими инфекционными заболеваниями, поэтому в домашних условиях невозможно подобрать адекватную терапию. Все медикаменты назначаются только после результатов бактериального посева. Лечение кишечной палочки возможно исключительно при помощи антибактериальных препаратов.

Основные медицинские мероприятия при escherichia coli:

• госпитализация (для маленьких детей и пациентов с обезвоживанием);
• постельный режим;
• медикаментозная терапия (антибиотики, пробиотики, детоксикационные средства, регидратация);
• диетическое питание (диета №4 при поражении кишечника и стол №7 при болезнях почек и мочеполовой системы).

Медикаментозная терапия в первую очередь направлена на предотвращение обезвоживания организма, сохранение жизненно важных функций и предупреждение осложнений со стороны ЖКТ и мочеполовой системы.

Лечение эшерихиоза при помощи медикаментов выглядит так:

• антибиотики цефалоспорина и фторхинолона – Левофлоксацин, Моксифлоксацин, Цефаприм, Цефазолин, Цефепим;
• бактериофаги (препараты, содержащие вирусы, которые убивают кишечную палочку) – Коли жидкий;
• пробиотики (обязательно при дисбактериозе) – Хилак форте, Линекс, Аципол, Энтерол;
• энтеросорбенты (для снятия симптомов интоксикации) – Смекта, Энтеросгель, Полисорб;
• регидратационные растворы (для профилактики обезвоживания, вызванного рвотой и диареей) – Трисоль, Регидрон;
• жаропонижающие препараты (при температуре выше 38 ˚С) – Парацетамол, Панадол, Ибупрофен.

Бактериофаги обладают выраженным терапевтическим эффектом. Они убивают возбудителя escherichia coli, поэтому выздоровление наступает быстрее, нежели при антибактериальной терапии.

Если кишечная палочка привела к развитию осложнения в виде менингита, пиелонефрита, холецистита или сепсиса, то обязательно применяются антибиотики цефалоспориновой группы, например, Цефуроксим.

Выраженное обезвоживание, которое сопровождается электролитными нарушениями лечится с помощью инфузионного введения растворов.

Антибактериальное лечение длится 5-7 дней. После выздоровления пациент должен 2-3 недели принимать пробиотики, например, Бифидумбактерин, а также соблюдать диету.

Профилактика

Все профилактические мероприятия эшерихия коли сводятся к следующим рекомендациям:

• соблюдать правила личной гигиены;
• тщательно мыть овощи и фрукты;
• соблюдать правила термической обработки мяса;
• не пить сырое молоко;
• приобретать мясные и молочные продукты только у проверенных продавцов с сертификатом качества на товар;
• укреплять иммунитет;
• регулярно проводить влажную уборку в доме.

При первых симптомах кишечной палочки необходимо немедленно посетить врача. После выздоровления нужно показаться доктору на 6-8 день, чтобы исключить появление рецидива.

Кишечная инфекция распространена среди взрослых и детей. Она не только сопровождается тяжелой симптоматикой, но и может привести к сильному обезвоживанию, нарушению важных функций организма, а также смерти пациента. Важно соблюдать профилактические меры и лечить кишечную палочку при первых проявлениях.

Кишечная палочка (E.coli) представляет собой грамотрицательные, палочковидные бактерии, которые обычно находятся в нижней части кишечника теплокровных (эндотермических) организмов. Большинство штаммов кишечной палочки безвредны, но некоторые серотипы являются патогенными и могут вызвать серьезное пищевое отравление у людей, и их наличие в продукции может даже повлечь за собой отзыв продуктов с рынка. Безвредные штаммы являются частью нормальной флоры кишечника, и могут быть полезны для организма, поскольку производят витамин К2 и предотвращают производство патогенных бактерий в кишечнике. 1)

Введение

Кишечная палочка и родственные бактерии составляют около 0,1% от кишечной флоры, и фекально-оральный путь передачи является основным маршрутом, через который патогенные штаммы бактерии вызывают болезни. Клетки способны выживать вне тела в течение ограниченного промежутка времени, что делает их идеальными индикаторными организмами для тестирования проб окружающей среды относительно фекального загрязнения. Бактерия также может быть выращена легко и недорого в лабораторных условиях, и интенсивно исследуется на протяжении более 60 лет. Кишечная палочка является наиболее широко изученной прокариотической моделью организма, а также важным видов в области биотехнологии и микробиологии, где служит в качестве организма-хозяина для большей части работ с рекомбинантной ДНК. Немецкий врач-педиатр и бактериолог Теодор Эшерих обнаружили кишечную палочку в 1885 году, и теперь она классифицируется как часть семейства Enterobacteriaceae гамма-протеобактерий. 2)

Серотипы

Патогенные штаммы E. coli могут быть категоризированы на основании элементов, которые могут вызывать иммунный ответ у животных, а именно: O антиген: часть липополисахаридного слоя K антиген: капсула H антиген: флагеллин Например, штамм Е. coli EDL933 принадлежит к группе O157: H7.

Наружная мембрана клетки палочки Е. содержит миллионы молекул липополисахаридов (LPS), которые состоят из:

Антиген O используется для серотипирования кишечной палочки и эти обозначения группы O идут от O1 до O181, за исключением некоторых групп, которые исторически были удалены, а именно, O31, O47, O72, О67, O93 (ныне K84), O94 и O122; группы 174 до 181 являются предварительными (O174 = OX3 и O175 = OX7) или изучаются (от 176 до 181 – STEC / VTEC). Кроме того, существуют подтипы для многих групп O (например, O128ab и O128ac). Следует отметить, однако, что антитела по отношению к нескольким антигенам O перекрестно реагируют с другими антигенами O и частично с K антигенами не только из E.coli, но и от других видов бактерий Escherichia и вида Enterobacteriaceae. 3) Антиген O кодируется генным кластером rfb. Рол (cld) ген кодирует регулятор длины липополисахаридной O-цепи.

Кислый капсульный полисахарид (КПС) представляет собой толстый слизистый слой полисахарида, который окружает некоторые патогены E.coli. Существуют две отдельные группы K-антигеновых групп, называемые группа I и группа II (в то время как небольшая промежуточная группа (K3, K10 и K54 / K96) была классифицирована как группа III). Первая (I) группа состоит из 100 кДа (крупных) капсульных полисахаридов, а вторая (II) связана с внекишечными заболеваниями и имеет размер меньше 50 кДа. Группа IK антигенов обнаруживаются только с определенными О-антигенами (группы О8, O9, O20 и O101), далее они подразделяются на основании отсутствия (IA, аналогично видам Klebsiella в структуре) или присутствия (IB) аминосахаров и некоторые K-антигены группы I прикреплены к липидному А-ядру липополисахарида (KLPS), аналогичным образом, как антигены O (и, будучи структурно идентичны антигенам O, в некоторых случаях рассматриваются только как K антигены при совместной экспрессии с другим подлинным антигеном O). Антигены из группы II K напоминают антигены грам-положительных бактерий и сильно различаются по составу и далее подразделяются в соответствии с их кислотными компонентами. Как правило, 20-50% цепей КПС связаны с фосфолипидами. В общей сложности, насчитывается 60 различных K антигенов, которые были признаны (K1, K2A / переменного тока, К3, К4, К5, К6, К7 (= K56), К8, К9 (= O104), K10, K11, K12 (K82), K13 (= K20 и = K23), K14, K15, K16, K18a, K18ab (= K22), K19, K24, K26, K27, K28, K29, K30, K31, K34, K37, K39, K40, K41, K42 , K43, K44, K45, K46, K47, K49 (o46), K50, K51, K52, K53, K54 (= K96), K55, K74, K84, K85ab / акр (= O141), K87 (= O32), K92, K93, K95, K97, K98, K100, K101, K102, K103, KX104, KX105, и KX106).

Антиген Н является основным компонентом жгутиков, участвующим в движении кишечной палочки. Он, как правило, кодируется геном FLIC. Существует 53 идентифицированных антигена H, пронумерованных от H1 до Н56 (Н13 и Н22 не были антигенами E.coli, но входят в группу Citrobacter freundii и было обнаружено, что Н50 – это то же самое, что H10). 4)

Роль в развитии болезней

У людей и у домашних животных, вирулентные штаммы кишечной палочки могут вызывать различные заболевания. В организме человека: гастроэнтерит, инфекции мочевых путей, а также менингит у новорожденных. В более редких случаях, вирулентные штаммы также могут вызывать гемолитико-уремический синдром, перитонит, мастит, септицемию и грамотрицательную пневмонию.

Каждая отдельная бактерия представляет собой округлый цилиндр. Некоторые штаммы кишечной палочки, такие как O157: H7, O104: H4, O121, O26, O103, O111, O145 и O104: H21, производят потенциально смертельные токсины. Пищевое отравление, вызванное кишечной палочкой, может быть вызвано употреблением в пищу немытых овощей или плохо разделанного и плохо приготовленного мяса. O157: H7 также печально известно благодаря тому, что вызывает серьезные и даже угрожающие жизни осложнения, такие как гемолитико-уремический синдром. Этот штамм связан со вспышками кишечной палочки 2006 года в США из-за свежего шпината. O104: H4 штамм является одинаково вирулентным. Против него не так хорошо развиты методы лечения антибиотиками и поддерживающие протоколы лечения (он может быть очень энтерогеморрагическим, как O157: H7, вызывая кровавый понос, но и более энтероагрегативным, то есть, он хорошо адгезируется и прилипает к кишечным мембранам). Этот штамм ответственен за смертельную вспышку кишечной палочки в Европе в июне 2011 года. Степень тяжести заболевания значительно варьирует; это может привести к летальному исходу, особенно у детей младшего возраста, пожилых людей или лиц с ослабленным иммунитетом, но чаще протекает в более мягкой форме. Ранее, в 1996 году, плохая гигиена при приготовлении мяса в Шотландии вызвала гибель семи человек из-за отравления кишечной палочкой, и сотни человек получили заражение. Кишечная палочка может питать как термостойких, так и термолабильных энтеротоксинов. Последние, названные LT, содержат одну А субъединицу и пять В субъединиц, расположенных в одном голотоксине, и в высокой степени сходны по своей структуре и функции с холерными токсинами. В субъединицы способствуют присоединению и вступлению токсина в кишечные клетки-хозяева, в то время как А субъединица расщепляется и предотвращает поглощению воды клетками, вызывая диарею. LT секретируется в ходе типа 2 пути секреции. Если бактерии кишечной палочки избегают желудочно-кишечного тракта через перфорацию (например, от язвы, разорванного аппендикса, или из-за хирургической ошибки) и проникают в живот, они обычно вызывают перитонит, который могут привести к летальному исходу без своевременного лечения. Тем не менее, кишечная палочка чрезвычайно чувствительна к таким антибиотикам, как стрептомицин или гентамицин. Последние исследования показывают, что лечение энтеропатогенной кишечной палочки антибиотиками может не улучшить исход заболевания, поскольку это может значительно увеличить вероятность развития гемолитического-уремического синдрома. 5) E.coli в слизистой оболочке кишечника наблюдаются в повышенных количествах при воспалительных заболеваниях кишечника, болезни Крона и неспецифическом язвенном колите. Высокие количества инвазивных штаммов E.coli существуют в больших количествах в воспаленной ткани, а количество бактерий в воспаленных участках коррелирует с тяжестью воспаления кишечника. Желудочно-кишечные инфекции могут привести к развитию Т-клеток памяти, которые атакуют микробы кишечника в кишечном тракте. Пищевое отравление может вызвать иммунный ответ на микробные бактерии кишечника. Некоторые исследователи предполагают, что это может привести к воспалительным заболеваниям кишечника.

Передача патогенной кишечной палочки часто происходит фекально-оральным путем. Общие пути передачи включают в себя:. Негигиеничное приготовление пищи, фермерское загрязнение из-за навоза, орошение посевов загрязненной или грязной водой из неочищенных сточных вод, наличие одичавших свиней на пахотных землях, или прямое потребление сточных загрязненных вод. Молочный и крупный рогатый скот являются основными резервуарами кишечной палочки O157: H7, и они могут переносить его бессимптомно и распространять через свои фекалии. Пищевые продукты, связанные со вспышками E.coli, включают огурец, сырой мясной фарш, сырые ростки семян или шпинат, сырое молоко, непастеризованный сок, непастеризованный сыр и продукты, загрязненные инфицированными работниками пищевой промышленности фекально-оральным путем. В соответствии Управлением по безопасности продуктов питания и лекарственных средств США, фекально-оральный цикл передачи может быть нарушен при правильном приготовлении пищи, предотвращении перекрестного загрязнения, использовании барьеров, таких как перчатки, для пищевых работников, политика здравоохранения, обращение сотрудников пищевой промышленности за медицинской помощью, если они больны, пастеризация сока или молочных продуктов и соответствующие требования для мытья рук. Кишечная палочка, продуцирующая Шига токсин (STEC), в частности, серотип O157: H7, также передавался через мух, а также при непосредственном контакте с сельскохозяйственными животными, животными из мини-зоопарка, и частицами, распространяющимися в воздухе, в среде, где содержатся животные. 7)

Уропатогенные кишечные палочки (UPEC) являются причиной примерно 90% инфекций мочевыводящих путей (ИМП), наблюдаемых у людей с обычной анатомией. При восходящих инфекциях, фекальные бактерии колонизируют уретру и распространяются от мочевого тракта до мочевого пузыря, а также в почки (вызывая пиелонефрит), или простату у мужчин. Поскольку женщины имеют более короткий мочеиспускательный канал, чем мужчины, они в 14 раз чаще страдают от восходящих ИМП. Уропатогенные кишечные палочки используют P фимбрии (пиелонефрит-ассоциированные пили), чтобы связать уротелиальные клетки мочевых путей и колонизировать мочевой пузырь. Эти адгезины специфически связывают фрагменты D-галактоза-D-галактозы на антигене P групп крови эритроцитов и уроэпителиальных клетках. Примерно 1% населения Земли испытывает недостаток этого рецептора, и его присутствие или отсутствие опосредует восприимчивость или не восприимчивость человека к инфекции мочевых путей E.coli, соответственно. Уропатогенные кишечные палочки производят альфа- и бета-гемолизины, которые вызывают лизис клеток мочевых путей. Другим фактором вирулентности, который обычно присутствует в UPEC, является семейство Dr из адгезинов, которые особенно связаны с циститом и ассоциированным с беременностью пиелонефритом. Адгезины Dr связывают антиген Dr группы крови (DRA), который присутствует на распад ускоряющем факторе (DAF) на эритроцитах и других типах клеток. Там, Dr адгезины индуцируют развитие длинных клеточных расширений, которые обертываются вокруг бактерий, сопровождаясь активацией нескольких сигнальных каскадов, включая активацию PI-3-киназы. UPEC может обойти врожденную иммунную защиту организма (например, систему комплемента), вторгаясь в поверхностные клетки с образованием внутриклеточных бактериальных сообществ (ВБС). Кроме того, они обладают способностью к образованию K антигена, капсульных полисахаридов, которые способствуют образованию биопленки. Кишечные палочки, производящие биопленку, являются недостижимыми для иммунных факторов и антибактериальной терапии, и часто влияют на развитие хронических инфекций мочевых путей. Инфекции E.coli, производящие K антиген, обычно встречаются в верхних мочевых путях. Нисходящие инфекции возникают, хотя и сравнительно редко, когда клетки кишечной палочки входят в органы верхних мочевых путей (почки, мочевой пузырь или мочеточники) из потока крови.

Производится серотипом кишечной палочки, которая содержит капсульный антиген под названием K1. Колонизация кишечника новорожденного этими штаммами, которые присутствуют во влагалище матери, приводит к бактериемии, которая, в свою очередь, приводит к менингиту. И из-за отсутствия антител класса IgM от матери (они не пересекают плаценту, потому что FcRn опосредует только передачу IgG), к тому же, стоит учитывать также тот факт, что организм распознает антиген K1 как часть себя, поскольку он напоминает церебральные гликопептиды, и приводит к развитию серьезной степени менингита у новорожденных.

Существуют некоторые штаммы кишечной палочки, которые содержат геномный остров поликетидсинтазы (PKS), чья функция заключается в кодировании мульти-ферментативного механизма, который производит генотоксическое вещество, называемое колибактин. Колибактин может вызывать клеточное старение или рак, повреждая ДНК. Тем не менее, барьер слизистой оболочки препятствует достижению E.coli поверхности энтероцитов. Только тогда, когда совместно с инфекцией E. coli развиваются некоторые воспалительные поражения, бактерия способна вводить колибактин в энтероциты, вызывая развитие опухоли.

У животных, вирулентные штаммы E.coli вызывают различные заболевания, среди прочих – септицемия и диарея у новорожденных телят, острый мастит у молочных коров, колибактериоз также ассоциируется с хроническими респираторными заболеваниями с микоплазмой, вызывая перигепатит, перикардит, септические легкие, перитонит и т.д. у домашней птицы, и гниль Алабама у собак. Большая часть серотипов, выделенных из птицы, являются патогенными только для птиц. Таким образом, птичьи источники кишечной палочки не кажутся важными источниками инфекций у других животных.

Лабораторная диагностика

Антибактериальная терапия и резистентность

Фаготерапия – использование вирусов, которые направленно воздействуют на патогенных бактерий, была разработана в течение последних 80 лет, в основном, в странах бывшего Советского Союза, где она использовалась для предотвращения диареи, вызванной кишечной палочкой. В настоящее время, фаготерапия для людей доступна только в центре фаготерапии в Республике Грузия и в Польше. Тем не менее, 2 января 2007 года FDA Соединенных Штатов дало одобрение для компании Omnilytics на применение фага, убивающего кишечную палочку O157: H7 для живых животных, которые будут зарезаны для потребления человеком. Фага энтеробактерии Т4, широко изученная фага, направлена на кишечную палочку.

На рисунке: Раскрашенное изображение (полученное с помощью растрового электронного микроскопа) уропатогенных Е. coli, эпителия и нейтрофилов на поверхности слизистой оболочки мочевого пузыря.

Пандемическая уропатогенная устойчивая к фторхинолонам кишечная палочка Escherichia coli обладает повышенной способностью сохраняться в кишечнике и вызывать бактериурию у здоровых женщин

Прим. ред.: Бактериурия – это наличие бактерий в моче. Бактериурия, сопровождаемая симптомами, является инфекцией мочевыводящих путей, в тоже время есть и бессимптомная бактериурия. Диагноз ставится путем анализа мочи или посева мочи. Кишечная палочка Escherichia coli является наиболее распространенной бактерией при бактериурии.

В конце страницы, в рамках рассматриваемой темы, см. также результаты более раннего исследования об антиадгезионной терапии (альтернаьтиве антибиотикотерапии), которая может уменьшить колонизацию уропатогенной Escherichia coli.

Исследование более 1000 здоровых женщин без симптомов инфекции мочевыводящих путей показало, что почти 9% носили в кишечнике штаммы Escherichia coli с множественной лекарственной устойчивостью. Дополнительные результаты указывают на вероятные причины пандемии резистентных штаммов E.coli. Они показывают ценность проверки статуса пациента-носителя для прогнозирования резистентных инфекций, а также необходимость переосмысления клинического значения бактерий в моче без симптомов, поскольку пандемические штаммы могут быть высокопатогенными для мочевыделительной системы и устойчивыми к лечению.

Это вызывает клиническую озабоченность, поскольку болезнетворные бактерии E. coli могут переноситься из пищеварительного тракта в женский мочевой тракт через мочеиспускательный канал, который короче и расположен по-разному у женщин, чем у мужчин. Затем бактерии могут попасть в мочевой пузырь и другие части мочевыводящих путей.

Более трети образцов мочи, предоставленных теми, кто имел устойчивую к фторхинолонам ( Ципро ) кишечную кишечную палочку, дали положительный результат на рост E. coli. Из них около 77% были Ципро-устойчивы, и клональный тип бактерий соответствовал образцу кала.

Большая часть обнаруженной патогенной кишечной палочки принадлежала к пандемическим клональным группам ST131-H30R или ST1193 с множественной лекарственной устойчивостью, которые в настоящее время вызывают большинство лекарственно-устойчивых инфекций мочевыводящих путей и кровотока. Они были обнаружены в два раза чаще в моче людей, у которых эти специфические штаммы были в кишечнике, по сравнению с другими штаммами кишечной палочки E. coli в целом.

Кроме того, присутствие группы ST ST131-H30R в кишечнике в этом исследовании было связано с более старшим возрастом.

Исследователи также проверили, какие участники могли иметь назначение антибиотиков во время исследования для любого типа инфекции, включая респираторную.

Через три месяца после этого более раннего сбора мочи инфекции мочевыводящих путей были диагностированы почти в 7% из 45 ранее бессимптомных носителей, которые дали согласие на последующее электронное медицинское обследование. Участники исследования были из района Пьюджет-Саунд (Puget Sound).

Исследователи отметили, что уже давно известно, что микробная флора кишечника пациента часто содержит штаммы, вызывающие инфекцию мочевыводящих путей. Не было точно установлено, имеют ли пандемические, лекарственно-устойчивые штаммы отчетливые паттерны (очаги) в кишечнике или нижних мочевых путях здоровых людей.

По словам Евгения Сокуренко, профессора микробиологии в Медицинской школе Вашингтонского университета (UW), полученные результаты могут иметь несколько клинических последствий для лечения и инфекционного контроля. Он был старшим научным сотрудником по исследованию. Несколько других преподавателей микробиологии UW и исследователей Постоянного НИИ Кайзера в Сиэтле (Kaiser Permanent Research Institute investigators in Seattle) сотрудничали в этой работе. Ведущим научным сотрудником была Вероника Леонидовна Чеснокова, заведующая кафедрой микробиологии Медицинской школы UW.

Результаты показывают, что определенные штаммы кишечной палочки с множественной лекарственной устойчивостью, обнаруженные в этом исследовании, занимают гораздо более длительное пребывание в кишечнике, чем некоторые другие устойчивые штаммы, а также могут присутствовать в моче здоровых женщин, не вызывая жжения, крови в моче или других предупреждающих признаков бактериальной инфекции.

Сокуренко объяснил, что знание того, присутствуют ли в кишечнике женщины множественные лекарственно-устойчивые штаммы, может помочь предсказать профиль резистентности последующей клинической инфекции. Усилия по избавлению от пандемических штаммов кишечной палочки в кишечнике носителей могут снизить частоту возникновения множественных лекарственно-устойчивых инфекций и, возможно, защитить их домашние или другие контакты.

Сокуренко также сказал, что медицине, возможно, потребуется пересмотреть клиническую значимость обнаружения бактерий в моче, даже без симптомов, во время этой пандемии множественных устойчивых к антибиотикам штаммов E. coli, поскольку эти штаммы могут подвергнуть носителей риску возникновения трудно поддающегося лечению бактериального заболевания.

Фторхинолоны являются наиболее часто назначаемыми препаратами при инфекциях мочевыводящих путей. Несмотря на усилия по ограничению их использования, согласно исследователям, штаммы, устойчивые к этой категории антибиотиков, процветают и распространяются по всему миру.

Исследователи предположили, что превосходная способность двух пандемических штаммов, ST131-H30R и ST119, длительно занимать место в кишечнике людей, возможно, способствовала их быстрому глобальному распространению. Они могут сохраняться и передаваться среди здоровых людей даже в отсутствие применения антибиотиков, что может нарушить микробную структуру кишечной флоры.

Ученые пришли к выводу, что это исследование выдвигает на первый план вероятные физиологические причины пандемии этих устойчивых штаммов кишечной палочки. Оно также указывает на ценность определения статуса носителя у пациенток для прогнозирования будущих резистентных инфекций, а также на необходимость переосмысления клинического значения бактерий, присутствующих в моче без симптомов, особенно с учетом того, что эти пандемические штаммы могут быть супербактериями: высокопатогенными для мочевой системы и устойчивыми к лечению.

Источник: Материалы предоставлены Вашингтонским университетом медицинских наук – University of Washington Health Sciences / UW Medicine

На рисунке: Ингибиторы адгезии (красные точки) связываются пилями бактерий, препятствуя их соединению с рецепторами клеток организма-хозяина

Выборочное истощение уропатогенных штаммов E. coli из кишечника с помощью ингибирующего высокоаффинного маннозида

Инфекции мочевыводящих путей (ИМП), вызванные уропатогенной кишечной палочкой (UPEC), поражают 150 миллионов человек ежегодно. Несмотря на эффективную терапию антибиотиками, у 30–50% пациентов наблюдаются рецидивирующие ИМП. Кроме того, растущая распространенность UPEC, которые устойчивы к антибиотикам последней линии, а в последнее время к карбапенемам и колистину, делает ИМП ярким примером кризиса устойчивости к антибиотикам и подчеркивает необходимость новых подходов к лечению и профилактике бактериальных инфекций. Штаммы UPEC устанавливают резервуары в кишечнике, из которых они выделяются с фекалиями, и могут колонизировать периуретральную область или влагалище и впоследствии подниматься через мочеиспускательный канал к мочевыводящим путям, где они вызывают ИМП.

Известно, что бактериальные пили (ворсинки) играют жизненно важную роль в взаимодействиях организма-хозяина и E. coli, опосредуя прикрепление ( адгезию ) к эпителиальным клеткам мочевого пузыря и почек. Однако в настоящее время недостаточно информации о механизмах колонизации и устойчивости UPEC в кишечнике.

Изоляты UPEC кодируют до 16 различных пилей пути CUP, и каждый тип пилей может обеспечивать колонизацию среды обитания в хозяине или окружающей среде .

В исследовании 2017 года, результаты которого опубликованы в журнале Nature, американские ученые продемонстрировали, что механизм шаперон-ашер (CUP) играет роль в колонизации кишечника штаммами UPEC. В частности, авторы создали девять бактерий с одиночными делециями (отсутствующими участками ДНК), у каждого из которых отсутствовал один из генов, кодирующих белки CUP. Эффект этих мутаций тестировали в модели колонизации кишечника мыши. Обнаружилось, что одиночная делеция двух генов, fim и ucl, которые кодируют пили типа 1 и пили типа F17, соответственно, вызвали заметное снижение способности бактерии колонизировать кишечник. Более того, удаление обоих генов в одном штамме приводило к большему дефекту, чем одиночная делеция, что доказывает, что их роли не являются вырожденными.

Операторы fim и ucl кодируют адгезины , которые расположены на дистальном конце каждой ворсинки. Эти адгезины, FimH и UclD, соответственно, опосредуют связывание с клетками организма-хозяина. Путем тестирования очищенных фрагментов этих двух адгезинов в анализах in vitro авторы продемонстрировали четкую специфичность связывания с гликанами, присутствующими на поверхности эпителиальных клеток хозяина, располагающимися в криптах кишечной стенки; FimH связан преимущественно с N-связанными гликанами , которые содержат маннозу (т.е. адгезин пилей типа 1 FimH в дальнейшем связывает маннозу на поверхности мочевого пузыря и опосредует колонизацию мочевого пузыря), тогда как UclD связаны с O-связанными гликанами.

В предыдущих исследованиях было показано, что потеря пилей типа 1 отразилась в потере способности UPEC колонизировать мочевой пузырь. Чтобы попытаться предотвратить связывание пилей типа 1 с эпителиальными клетками кишечника, авторы протестировали маннозид M4284, который представляет собой небольшую синтетическую молекулу, которая связана с маннозой и связывается с адгезином FimH пилей 1 типа с высокой аффинностью .

У мышей, которые перорально получали это соединение, произошло снижение колонизации кишечника штаммами UPEC по сравнению с контрольной группой. То есть этот маннозид может эффективно конкурировать за связывание с маннозой на клетках хозяина и, таким образом, непосредственно вмешиваться во взаимодействие “хозяин-патоген”. Авторы также показывают, что введение маннозида может снизить вероятность развития ИМП путем одновременного удаления UPEC из кишечника и лечения активной инфекции мочевого пузыря.

Исследование показало, ингибирующий высокоаффинный маннозид, уменьшает кишечную колонизацию генетически разнообразных изолятов UPEC, одновременно обрабатывая ИМП, без заметного нарушения структурной конфигурации микробиоты кишечника. Избирательно истощая резервуары UPEC в кишечнике, маннозиды могут заметно снизить частоту ИМП и рецидивирующих ИМП.

Иными словами, лечение не вызывало существенных изменений в составе микробиоты кишечника, в отличие от применяемых в настоящее время антибиотиков. Таким образом, антиадгезионная терапия может уменьшить колонизацию конкретными бактериями и представляет собой альтернативу антибиотикотерапии.

Источник: Caitlin N. Spaulding. et al. Selective depletion of uropathogenic E. coli from the gut by a FimH antagonist . Nature 546, 529–532 (2017)

Об адгезии микроорганизмов (в т.ч. про “пили”, “фимбрии”, адгезины и т.д.) см. дополнительно в подразделе Адгезия микроорганизмов: общие сведения

Читайте также: