Cholera vibrio

Podle WHO je cholera infekční onemocnění charakterizované akutním, těžkým, dehydratačním průjmem se stolicí ve formě rýžové vody, který je důsledkem infekce bakterií Vibrio cholerae. Vzhledem k tomu, že se vyznačuje výraznou schopností šířit se v epidemiích, těžkým průběhem a vysokou úmrtností, je cholera považována za obzvláště nebezpečnou infekci.

Historickou domovinou cholery je Indie, přesněji řečeno delta řek Gangy a Brahmaputry (dnešní Východní Indie a Bangladéš), kde existuje od nepaměti (epidemie cholery v této oblasti byly pozorovány již v roce 500 př. n. l.). Dlouhodobá existence endemického ohniska cholery zde je vysvětlena mnoha důvody. Cholerový vibrio může nejen dlouhodobě přežívat ve vodě, ale za příznivých podmínek - teplot nad 12 °C, přítomnost organické hmoty - se v ní také rozmnožovat. Všechny tyto podmínky jsou v Indii patrné: tropické klima (průměrná roční teplota od 25 do 29 °C), vydatné srážky a bažinatost, vysoká hustota obyvatelstva, zejména v deltě řeky Gangy, velké množství organické hmoty ve vodě, nepřetržité celoroční znečištění vody splašky a exkrementy, nízká materiální životní úroveň a jedinečné náboženské a kultovní obřady obyvatelstva.

V historii epidemií cholery lze rozlišit čtyři období.

Období I - do roku 1817, kdy se cholera koncentrovala pouze ve východní a jižní Asii, zejména v Indii, a nešířila se za její hranice.

II. období - od roku 1817 do roku 1926. S navázáním širokých hospodářských a dalších vazeb mezi Indií a evropskými a dalšími zeměmi se cholera dostala za hranice Indie a šířením se po trasách hospodářských a náboženských vazeb způsobila 6 pandemií, které si vyžádaly miliony lidských životů. Rusko bylo první z evropských zemí, kam cholera pronikla. V letech 1823 až 1926 Rusko zažilo 57 cholerových let. Během této doby onemocnělo cholerou více než 5,6 milionu lidí a 2,14 milionu lidí na ni zemřelo („40 %).

III. období - od roku 1926 do roku 1961 se cholera vrátila do svého hlavního endemického ohniska a začalo období relativní pohody. Zdálo se, že s rozvojem moderních systémů pro čištění pitné vody, odstraňování a dezinfekci odpadních vod a s vývojem speciálních proticholerových opatření, včetně vytvoření karanténní služby, budou země světa spolehlivě chráněny před další invazí cholery.

Čtvrté období začalo v roce 1961 a trvá dodnes. Sedmá pandemie nezačala v Indii, ale v Indonésii, rychle se rozšířila na Filipíny, do Číny, zemí Indočíny a poté do dalších zemí Asie, Afriky a Evropy. Mezi zvláštnosti této pandemie patří skutečnost, že zaprvé ji způsobila speciální varianta cholerového vibria - V. cholerae eltor, která až do roku 1961 nebyla ani oficiálně uznávána jako původce cholery; zadruhé, co se týče trvání, předčila všechny předchozí pandemie; zatřetí, probíhala ve dvou vlnách, z nichž první trvala do roku 1990 a druhá začala v roce 1991 a zasáhla mnoho zemí Jižní a Severní Ameriky, včetně Spojených států, které nezažily epidemii cholery od roku 1866. V letech 1961 až 1996 onemocnělo cholerou ve 146 zemích 3 943 239 lidí.

Původce cholery, Vibrio cholerae, byl objeven v roce 1883 během páté pandemie R. Kochem, ale vibrio bylo poprvé objeveno ve stolici pacientů s průjmem v roce 1854 F. Pacinim.

V. cholerae patří do čeledi Vibrionaceae, která zahrnuje několik rodů (Vibrio, Aeromonas, Plesiomonas, Photobacterium). Rod Vibrio má od roku 1985 více než 25 druhů, z nichž pro člověka jsou nejvýznamnější V. cholerae, V. parahaemolyticus, V. alginolyticus, V. vulnificus a V. fluvialis.

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

Klíčové vlastnosti rodu Vibrio

Krátké, spory a tobolky netvořící, zakřivené nebo rovné gramnegativní tyčinky o průměru 0,5 µm a délce 1,5–3,0 µm, pohyblivé (V. cholerae je monotrichní, některé druhy mají dva nebo více polárních bičíků); rostou dobře a rychle na běžných médiích, jsou chemoorganotrofní a fermentují sacharidy za vzniku kyseliny bez plynu (glukóza se fermentuje Embden-Meyerhofovou cestou). Oxidáza-pozitivní, tvoří indol, redukují dusičnany na dusitany (V. cholerae dává pozitivní nitrosoindolovou reakci), štěpí želatinu, často dávají pozitivní Voges-Proskauerovu reakci (tj. tvoří acetylmethylkarbinol), nemají ureázu, netvoří H2S, mají lysin a ornithin dekarboxylázy, ale nemají arginin dihydrolázu. Charakteristickým rysem rodu Vibrio je citlivost většiny bakteriálních kmenů na lék 0/129 (2,4-diamino-6,7-diazopropylpteridin), zatímco zástupci čeledí Pseudomonadaceae a Enterobacteriaceae jsou vůči tomuto léku rezistentní. Vibria jsou aerobní a fakultativně anaeroby, teplotní optimum pro růst je 18-37 C, pH 8,6-9,0 (rostou v rozmezí pH 6,0-9,6), některé druhy (halofily) nerostou bez přítomnosti NaCl. Obsah G + C v DNA je 40-50 mol % (u V. cholerae asi 47 mol %). Biochemické testy se používají k odlišení v rámci čeledi Vibrionaceae od morfologicky podobných rodů Aeromonas a Plesiomonas, stejně jako k odlišení od čeledi Enterobacteriaceae.

Cholerový vibrio se liší od čeledi Pseudomonadaceae tím, že fermentuje glukózu pouze Embden-Meyerhofovou cestou (bez účasti O2), zatímco první jmenované konzumují glukózu pouze za přítomnosti O2. Tento rozdíl mezi nimi je snadno odhalen na Hugh-Leifsonově médiu. Médium obsahuje živný agar, glukózu a indikátor. Výsev se provádí do dvou sloupců s Hugh-Leifsonovým médiem, z nichž jeden je naplněn vazelínou (pro vytvoření anaerobních podmínek). V případě růstu cholerového vibria se barva média mění v obou zkumavkách, v případě růstu pseudomonád - pouze ve zkumavce bez vazelíny (aerobní růstové podmínky).

Cholerový vibrio je velmi nenáročný na živná média. Dobře a rychle se množí v 1% alkalické (pH 8,6-9,0) peptonové vodě (PV) s obsahem 0,5-1,0% NaCl, čímž předbíhá růst ostatních bakterií. Pro potlačení růstu Proteus se doporučuje přidat k 1% PV telurit draselný (v konečném ředění 1:100 000). 1% PV je nejlepším obohacujícím médiem pro cholerový vibrio. Během růstu vytváří na povrchu PV po 6-8 hodinách jemný, sypký, šedavý film, který se při protřepávání snadno rozruší a ve formě vloček padá na dno, PV se mírně zakalí. Pro izolaci cholerového vibria byla navržena různá selektivní média: alkalický agar, agar se žlučovými solemi, alkalický albuminát, alkalický agar s krví, laktóza-sacharóza a další média. Nejlepší je médium TCBS (thiosulfát citrát-bromthymol sacharóza agar) a jeho modifikace. Nejčastěji se však používá alkalické MPA, na kterém cholerový vibrio tvoří hladké, sklovitě průhledné, modravě zbarvené, kotoučovité kolonie viskózní konzistence.

Při zasetí injekcí do sloupce želatiny vibrio po 2 dnech při teplotě 22-23 °C způsobí zkapalnění z povrchu ve formě bubliny, poté trychtýřovitého tvaru a nakonec vrstvu po vrstvě.

V mléce se vibrio rychle množí, což po 24–48 hodinách způsobuje koagulaci, poté dochází k peptonizaci mléka a po 3–4 dnech vibrio umírá v důsledku posunu pH mléka na kyselou stranu.

B. Heiberg na základě jejich schopnosti fermentovat manózu, sacharózu a arabinózu rozdělil všechny vibria (choleru a choleře podobné) do několika skupin, jejichž počet nyní dosahuje 8.

Vibrio cholerae patří do první skupiny Heibergových virů.

Vibria podobná cholerovému vibriu morfologickými, kulturními a biochemickými vlastnostmi byla a jsou nazývána různě: paracholera, cholera-like, NAG-vibria (neaglutinující vibria); vibria nepatřící do skupiny O1. Příjmení nejvýstižněji zdůrazňuje jejich vztah k cholerovému vibriu. Jak zjistili A. Gardner a K. Venkat-Raman, cholera a choleře podobné vibria mají společný H-antigen, ale liší se O-antigeny. Podle O-antigenu jsou cholera a choleře podobné vibria v současnosti rozděleny do 139 O-séroskupin, ale jejich počet se neustále rozšiřuje. Cholera vibrio patří do skupiny O1. Má společný A-antigen a dva typově specifické antigeny - B a C, kterými se rozlišují tři sérotypy V. cholerae - sérotyp Ogawa (AB), sérotyp Inaba (AC) a sérotyp Hikoshima (ABC). Cholerové vibrio ve fázi disociace má OR-antigen. V tomto ohledu se k identifikaci V. cholerae používají O-sérum, OR-sérum a typově specifická séra Inaba a Ogawa.

V letech 1992-1993 vypukla v Bangladéši, Indii, Číně, Malajsii a dalších zemích rozsáhlá epidemie cholery, jejímž původcem byl nový, dříve neznámý serovar druhu Vibrio cholerae. Od V. cholerae O1 se liší antigenními vlastnostmi: má antigen 0139 a polysacharidovou kapsuli a není aglutinován žádným jiným O-sérem. Všechny jeho ostatní morfologické a biologické vlastnosti, včetně schopnosti vyvolat choleru, tj. syntetizovat exotoxin-cholerogen, se ukázaly být podobné vlastnostem V. cholerae O1. V důsledku toho zřejmě vznikl nový původce cholery, V. cholerae 0139, v důsledku mutace, která změnila O-antigen. Byl pojmenován V. cholerae 0139 bengal.

Otázka vztahu tzv. cholerových vibrií k V. cholerae byla dlouho nejasná. Srovnání V. cholerae a cholerových vibrií (NAG-vibrií) podle více než 70 znaků však odhalilo jejich podobnost 90 % a stupeň DNA homologie V. cholerae a studovaných NAG-vibrií je 70–100 %. Proto jsou cholerové vibrií spojovány do jednoho druhu s cholerovým vibriem, od kterého se liší především svými O-antigeny, v souvislosti s čímž se nazývají vibrií non-01-skupiny – V. cholerae non-01.

Druh V. cholerae se dělí na 4 biotypy: V. cholerae, V. eltor, V. proteus a V. albensis. Povaha vibria El Tor je předmětem debat již mnoho let. Toto vibrio bylo izolováno v roce 1906 F. Gottschlichem v karanténní stanici El Tor z těla poutníka, který zemřel na úplavici. F. Gottschlich izoloval několik takových kmenů. Ve všech svých vlastnostech se nelišily od vibria cholery a byly aglutinovány cholerovým O-sérem. Vzhledem k tomu, že se však v té době mezi poutníky cholera nevyskytovala a dlouhodobé nosičství vibria cholery bylo považováno za nepravděpodobné, zůstávala otázka možné etiologické role V. eltor u cholery dlouho kontroverzní. Vibrio El Tor navíc na rozdíl od V. cholerae mělo hemolytický účinek. V roce 1937 však toto vibrio způsobilo na ostrově Sulawesi (Indonésie) rozsáhlou a těžkou epidemii cholery s úmrtností přes 60 %. Nakonec se v roce 1961 stalo viníkem 7. pandemie a v roce 1962 byla otázka jeho cholerové povahy definitivně vyřešena. Rozdíly mezi V. cholerae a V. eltor se týkají pouze některých charakteristik. Ve všech ostatních vlastnostech se V. eltor od V. cholerae zásadně neliší. Kromě toho bylo nyní zjištěno, že biotyp V. proteus (V.finklerpriori) zahrnuje celou skupinu vibrií, s výjimkou skupiny 01 (a nyní 0139), dříve nazývané vibrií NAG. Biotyp V. albensis byl izolován z řeky Labe a má schopnost fosforeskuje, ale poté, co ji ztratil, se od V. proteus neliší. Na základě těchto údajů je druh Vibrio cholerae v současnosti rozdělen do 4 biotypů: V. cholerae 01 cholerae, V. cholerae eltor, V. cholerae 0139 bengal a V. cholerae non 01. První tři patří ke dvěma sérovarům 01 a 0139. Poslední biovar zahrnuje předchozí biotypy V. proteus a V. albensis a je reprezentován mnoha dalšími sérovary vibrií, které nejsou aglutinovány séry 01 a 0139, tj. vibrii NAG.

Faktory patogenity cholerového vibria

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

Chemotaxe Vibrio cholerae

S pomocí těchto vlastností vibrio interaguje s epiteliálními buňkami. U mutantů cholerového vibria (kteří ztratili schopnost chemotaxe) je virulence výrazně snížena, u mutantů Mob (kteří ztratili mobilitu) buď úplně mizí, nebo prudce klesá.

Adhezní a kolonizační faktory, kterými vibrio přilne k mikroklkům a kolonizuje sliznici tenkého střeva. Mezi adhezní faktory patří mucináza, rozpustný hemaglutinin/proteáza, neuraminidáza atd. Podporují adhezi a kolonizaci ničením látek, které jsou součástí hlenu. Rozpustný hemaglutinin/proteáza podporuje oddělení vibrií od receptorů epiteliálních buněk a jejich výstup ze střeva do vnějšího prostředí, čímž zajišťuje jejich epidemické šíření. Neuraminidáza posiluje vazbu mezi choleragenem a epiteliálními buňkami a usnadňuje průnik toxinu do buněk, což zvyšuje závažnost průjmu.

Cholerový toxin je cholerogen.

Takzvané nové toxiny, které jsou schopné způsobit průjem, ale nemají žádný genetický ani imunologický vztah s choleragenem.

Dermoneurotické a hemoragické faktory. Povaha těchto toxických faktorů a jejich role v patogenezi cholery nebyly dostatečně prozkoumány.

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

Endotoxiny Vibrio cholerae

Lipopolysacharidy V. cholerae mají silné endotoxické vlastnosti a způsobují celkovou intoxikaci organismu.

Hlavním z uvedených faktorů patogenity cholerového vibria je exotoxin choleragen (CTX AB), který určuje patogenezi tohoto onemocnění. Molekula cholerového toxinu se skládá ze dvou fragmentů - A a B. Fragment A se skládá ze dvou peptidů - A1 a A2, má specifickou vlastnost cholerového toxinu a dává mu vlastnosti superantigenu. Fragment B se skládá z 5 identických podjednotek. Plní dvě funkce: 1) rozpoznává receptor (monosialogangliozid) enterocytu a váže se na něj; 2) tvoří intramembránový hydrofobní kanál pro průchod podjednotky A. Peptid A2 slouží k vazbě fragmentů A a B. Vlastní toxickou funkci vykonává peptid Aj (ADP-ribosyltransferáza). Interaguje s NAD, což způsobuje jeho hydrolýzu; výsledná ADP-ribóza se váže na regulační podjednotku adenylátcyklázy. To vede k inhibici hydrolýzy GTP. Výsledný komplex GTP + adenylátcykláza způsobuje hydrolýzu ATP za vzniku cAMP. (Další cestou akumulace cAMP je potlačení enzymu, který hydrolyzuje cAMP na 5-AMP, choleragenem). Projev funkce genu ctxAB kódujícího syntézu exotoxinu závisí na funkci řady dalších genů patogenity, zejména genů tcp (kódujících syntézu toxinem řízených adhezních pilií - TCAP), regulačních genů toxR, toxS a toxT, genů hap (rozpustný hemaglutinin/proteáza) a neuraminidázy (neuraminidáza). Genetická kontrola patogenity V. cholerae je proto složitá.

Jak se ukázalo, v chromozomu V. cholerae existují dva ostrovy patogenity. Jeden z nich je genom filamentózního středně silně konvertujícího fága CTXφ a druhý je genom rovněž filamentózního středně silně konvertujícího fága VPIcp. Každý z těchto ostrovů patogenity obsahuje kazety genů specifikovaných v profázi, které určují patogenitu patogenu cholery. Profág CTXφ nese geny CTX, geny nových toxinů zot a ace, gen ser (syntéza adhesinů) a gen ortU (syntéza produktu s neznámou funkcí). Tato kazeta také obsahuje gen nei a fágovou oblast RS2, která kóduje replikaci a integraci profága do chromozomů. Geny zot, ace a ortU jsou nezbytné pro tvorbu fágových virionů, když je profág vyloučen z chromozomu patogenu.

Profág VPIcp nese geny tcp (kódující produkci pili (protein TCPA)), toxT, toxR, act (další kolonizační faktor, geny mobility (integrázy a transpozázy)). Transkripce genů virulence je regulována třemi regulačními geny: toxR, toxS a toxT. Tyto geny koordinovaně, na transkripční úrovni, mění aktivitu více než 20 genů virulence, včetně genů ctxAB, tcp a dalších. Hlavním regulačním genem je gen toxR. Jeho poškození nebo absence vede k avirulenci nebo k více než 100násobnému snížení produkce cholerového toxinu CTX a TCPA. Je možné, že takto je regulována koordinovaná exprese genů virulence v patogenních ostrovech tvořených mírnými konvertujícími fágy a u jiných bakteriálních druhů. Bylo zjištěno, že v chromozomu V. cholerae eltor je přítomen další profág K139, ale jeho genom byl málo prozkoumán.

Gen hap je lokalizován na chromozomu. Virulence (patogenita) a epidemická kapacita V. cholerae jsou tedy určeny 4 geny: ctxAB, tcp, toxR a hap.

K detekci schopnosti V. cholerae produkovat choleragen lze použít různé metody.

Biologický test na králících. Po intramuskulární injekci cholerových vibrií sajícím králíkům (ne starším než 2 týdny) se u nich rozvine typický cholerový syndrom: průjem, dehydratace a úhyn králíka.

Přímá detekce choleragenu pomocí PCR, IFM nebo pasivní imunitní hemolytické reakce (cholerogen se váže na Gmj erytrocytů a ty se lyzují po přidání antitoxických protilátek a komplementu). Detekce schopnosti produkovat toxin sama o sobě však nestačí k určení epidemického nebezpečí těchto kmenů. K tomu je nutné detekovat přítomnost genu hap, proto je nejlepším a nejspolehlivějším způsobem, jak odlišit toxigenní a epidemické kmeny cholerových vibrií séroskupin 01 a 0139, PCR s použitím specifických primerů pro detekci všech 4 genů patogenity: ctxAB, tcp, toxR a hap.

Schopnost V. cholerae jiných než séroskupin 01 nebo 0139 způsobovat sporadická nebo hromadná průjmová onemocnění u lidí může být způsobena buď přítomností enterotoxinů typu LT nebo ST, které stimulují adenylátcyklázový, respektive guanylátcyklázový systém, nebo přítomností pouze genů ctxAB, ale nikoli genu hap.

Během sedmé pandemie byly izolovány kmeny V. cholerae s různým stupněm virulence: cholerogenní (virulentní), slabě cholerogenní (nízce virulentní) a necholerogenní (nevirulentní). Necholerogenní V. cholerae zpravidla vykazují hemolytickou aktivitu, nejsou lyzovány diagnostickým fágem cholery HDF(5) a nezpůsobují onemocnění u lidí.

Pro fágovou typizaci V. cholerae 01 (včetně El Tor) navrhl S. Mukherjee sady fágů, které byly následně v Rusku doplněny o další fágy. Sada takových fágů (1-7) umožňuje rozlišit fágové typy mezi V. cholerae 0116. Pro identifikaci toxigenních a netoxigenních V. cholerae El Tor se nyní v Rusku místo HDF-3, HDF-4 a HDF-5 navrhují fágy CTX* (lyzující toxigenní vibriony El Tor) a CTX" (lyzující netoxigenní vibriony El Tor).

[ 19 ], [ 20 ], [ 21 ]

Rezistence patogenů cholery

Cholerové vibriony dobře přežívají při nízkých teplotách; v ledu zůstávají životaschopné až 1 měsíc; v mořské vodě až 47 dní, v říční vodě 3–5 dní až několik týdnů, ve převařené minerální vodě přežívají více než 1 rok, v půdě 8 dní až 3 měsíce, v čerstvých výkalech až 3 dny, na vařených produktech (rýže, nudle, maso, kaše atd.) přežívají 2–5 dní, na syrové zelenině 2–4 dny, na ovoci 1–2 dny, v mléce a mléčných výrobcích 5 dní; při skladování v chladu se doba přežití prodlužuje o 1–3 dny; na lněném prádle kontaminovaném výkaly přežívají až 2 dny a na vlhkém materiálu týden. Cholerové vibriony umírají do 5 minut při teplotě 80 °C a okamžitě při 100 °C; jsou vysoce citlivé na kyseliny; pod vlivem chloraminu a dalších dezinfekčních prostředků umírají do 5–15 minut. Jsou citlivé na vysychání a přímé sluneční záření, ale dobře a dlouhodobě přežívají a dokonce se množí v otevřených vodních tocích a odpadních vodách bohatých na organickou hmotu, s alkalickým pH a teplotou nad 10-12 °C. Jsou vysoce citlivé na chlór: dávka aktivního chloru 0,3-0,4 mg/l vody za 30 minut způsobuje spolehlivou dezinfekci od cholerových vibrií.

Vibria patogenní pro člověka, která nepatří k druhu Vibrio Cholerae

Rod Vibrio zahrnuje více než 25 druhů, z nichž kromě V. cholerae je nejméně osm schopných způsobit onemocnění u lidí: V. parahaemolyticus, V. alginolyticus, V. vulnificus, V. fluvialis, V. fumissii, V. mimicus, V. damsela a V. hollisae. Všechny tyto vibriosy obývají moře a zátoky. K infekci dochází buď plaváním, nebo konzumací mořských plodů. Bylo zjištěno, že cholerové i necholerové vibriosy mohou způsobovat nejen gastroenteritidy, ale i infekce ran. Tato schopnost byla zjištěna u V. cholerae skupiny 01 a non-01, V. parahaemolyticus, V. alginolyticus, V. mimicus, V. damsela a V. vulnificus. Způsobují zánětlivé procesy v měkkých tkáních, když jsou poškozeny krunýřem mořských živočichů nebo při přímém kontaktu s infikovanou mořskou vodou.

Z uvedených patogenních vibrií jiné než cholery jsou z praktického hlediska nejzajímavější V. parahaemolyticus, V. alginolyticus, V. vulnificus a V. fluvialis.

V. parahaemolyticus – parahemolytický vibrios – byl poprvé izolován v Japonsku v roce 1950 během rozsáhlé epidemie otravy jídlem způsobené konzumací polosušených sardinek (úmrtnost byla 7,5 %). Původce patřil do rodu Vibrio a v roce 1963 jej R. Sakazaki rozdělil do 2 druhů: V. parahaemolyticus a V. alginolyticus. Oba druhy se vyskytují v pobřežní mořské vodě a v jejích obyvatelích, jsou to halofili (řecky hals – sůl); na rozdíl od běžných vibrios halofilní nerostou na médiích bez NaCl a dobře se rozmnožují při jeho vysokých koncentracích. Druhová příslušnost halofilních vibrios je určena jejich schopností fermentovat sacharózu, tvořit acetylmethylkarbinol a rozmnožovat se v PV s 10% NaCl. Všechny tyto vlastnosti jsou vlastní druhu V. alginolyticus, ale u V. parahaemolyticus chybí.

Parahemolytické vibrio má tři typy antigenů: tepelně labilní bičíkové H-antigeny, tepelně stabilní O-antigeny, které se neničí zahřátím na 120 °C po dobu 2 hodin, a povrchové K-antigeny, které se ničí zahřátím. Čerstvě izolované kultury V. parahaemolyticus mají dobře definované K-antigeny, které chrání živé vibrio před aglutinací homologními O-séry. H-antigeny jsou pro všechny kmeny stejné, ale H-antigeny monotrichus se liší od H-antigenů peritrichus. Podle O-antigenu se V. parahaemolyticus dělí do 14 séroskupin. V rámci séroskupin se vibrio dělí do sérotypů podle K-antigenů, jejichž celkový počet je 61. Antigenní schéma V. parahaemolyticus bylo vyvinuto pouze pro jeho kmeny izolované z lidí.

Patogenita V. parahaemolyticus je spojena s jeho schopností syntetizovat hemolysin, který má enterotoxické vlastnosti. Ty se detekují pomocí Kanagawovy metody. Její podstata spočívá v tom, že V. parahaemolyticus, patogenní pro člověka, způsobuje na krevním agaru obsahujícím 7 % NaCl zřetelnou hemolýzu. Na krevním agaru obsahujícím méně než 5 % NaCl je hemolýza způsobena mnoha kmeny V. parahaemolyticus a na krevním agaru se 7 % NaCl pouze kmeny s enteropatogenními vlastnostmi. Parahemolytický vibrio se vyskytuje na pobřeží Japonského, Kaspického, Černého a dalších moří. Způsobuje alimentární toxické infekce a onemocnění podobná úplavici. K infekci dochází při konzumaci syrových nebo polosyrových mořských plodů infikovaných V-parahaemolyticus (mořské ryby, ústřice, korýši atd.).

Z osmi výše zmíněných vibrií jiných než cholera je pro člověka nejpatogennější V. vulnificus, který byl poprvé popsán v roce 1976 jako Beneckea vulnificus a poté v roce 1980 překlasifikován na Vibrio vulnificus. Často se vyskytuje v mořské vodě a jejích obyvatelích a způsobuje různá lidská onemocnění. Kmeny V. vulnificus mořského a klinického původu se od sebe neliší ani fenotypově, ani geneticky.

Infekce ran způsobené V. vulnificus rychle postupují a vedou k tvorbě nádorů s následnou nekrózou tkáně, doprovázenou horečkou, zimnicí, někdy silnou bolestí a v některých případech vyžadující amputaci.

Bylo zjištěno, že V. vulnificus produkuje exotoxin. Pokusy na zvířatech ukázaly, že patogen způsobuje těžké lokální poškození s rozvojem otoku a nekrózy tkáně, po nichž následuje smrt. Role exotoxinu v patogenezi onemocnění je předmětem výzkumu.

Kromě infekcí ran může V. vulnificus způsobit zápal plic u utonulých a endometritidu u žen po kontaktu s mořskou vodou. Nejzávažnější formou infekce způsobené V. vulnificus je primární sepse spojená s konzumací syrových ústřic (a možná i jiných mořských živočichů). Toto onemocnění se vyvíjí velmi rychle: u pacienta se objeví malátnost, horečka, zimnice a vyčerpanost, poté těžká hypotenze, která je hlavní příčinou úmrtí (úmrtnost je asi 50 %).

V. fluvialis byl poprvé popsán jako patogen gastroenteritidy v roce 1981. Patří do podskupiny necholerových patogenních vibrií, které mají arginin-dihydrolázu, ale nemají netornithin a lysin-dekarboxylázy (V. fluvialis, V. furnissii, V. damsela, tj. fenotypově podobné Aeromonas). V. fluvialis je častým původcem gastroenteritidy, která je doprovázena silným zvracením, průjmem, bolestmi břicha, horečkou a těžkou nebo středně těžkou dehydratací. Hlavním patogenním faktorem je enterotoxin.

Epidemiologie cholery

Hlavním zdrojem infekce je pouze člověk - pacient s cholerou nebo nosič vibrií, a také voda jimi kontaminovaná. Žádné zvíře v přírodě se cholerou nenakazí. Cesta infekce je fekálně-orální. Cesty infekce: a) hlavní - vodou používanou k pití, koupání a domácím potřebám; b) kontaktně-domácí a c) potravinami. Všechny velké epidemie a pandemie cholery byly spojeny s vodou. Cholerové vibrií mají takové adaptivní mechanismy, které zajišťují existenci jejich populací jak v lidském těle, tak v určitých ekosystémech otevřených vodních ploch. Silný průjem, který je způsoben cholerovým vibrií, vede k očistě střev od konkurenčních bakterií a přispívá k rozsáhlému šíření patogenu v životním prostředí, především v odpadních vodách a v otevřených vodních plochách, kam jsou vypouštěny. Člověk s cholerou vylučuje patogen v obrovském množství - od 100 milionů do 1 miliardy na 1 ml stolice, nositel vibrií vylučuje 100-100 000 vibrií v 1 ml, infekční dávka je asi 1 milion vibrií. Doba vylučování cholerového vibria u zdravých nositelů je od 7 do 42 dnů a 7-10 dnů u těch, kteří se uzdravili. Delší vylučování je extrémně vzácné.

Zvláštností cholery je, že po jejím propuknutí zpravidla nedochází k dlouhodobému přenosu a netvoří se stabilní endemická ložiska. Jak však již bylo uvedeno výše, v důsledku znečištění otevřených vodních toků odpadními vodami obsahujícími velké množství organických látek, detergentů a kuchyňské soli v létě cholerový vibrio v nich nejen dlouhodobě přežívá, ale i se množí.

Velký epidemiologický význam má skutečnost, že cholerové vibrio skupiny 01, a to jak netoxigenní, tak toxigenní, mohou dlouhodobě přežívat v různých vodních ekosystémech v nekultivovaných formách. Pomocí polymerázové řetězové reakce byly v různých vodních útvarech v řadě endemických území SNS během negativních bakteriologických studií detekovány geny vct nekultivovaných forem V. chokrae.

Endemickým ohniskem cholerového vibria El Tor je Indonésie, přičemž vznik tohoto viníka sedmé pandemie odtud je pravděpodobně spojen s rozšířením ekonomických vazeb Indonésie s okolním světem po získání nezávislosti a trvání a bleskově rychlý vývoj pandemie, zejména její druhé vlny, byl rozhodujícím způsobem ovlivněn nedostatkem imunity vůči choleře a různými sociálními otřesy v zemích Asie, Afriky a Ameriky.

V případě cholery se přijímá řada protiepidemických opatření, mezi nimiž jsou hlavní a rozhodující aktivní, včasná detekce a izolace (hospitalizace, léčba) pacientů v akutních a atypických formách a zdravých nositelů vibrií; přijímají se opatření k prevenci možných cest infekce; zvláštní pozornost se věnuje zásobování vodou (chlorace pitné vody), dodržování hygienických podmínek v potravinářských podnicích, v dětských zařízeních, na veřejných místech; provádí se přísná kontrola, včetně bakteriologické, nad otevřenými vodními plochami, provádí se imunizace obyvatelstva atd.

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

Příznaky cholery

Inkubační doba cholery se pohybuje od několika hodin do 6 dnů, nejčastěji 2-3 dny. Po vstupu do lumen tenkého střeva se cholerové vibriové díky své mobilitě a chemotaxi vůči sliznici dostávají do hlenu. Aby jím vibriové pronikly, produkují řadu enzymů: neuraminidázu, mucinázu, proteázy, lecitinázu, které ničí látky obsažené v hlenu a usnadňují pohyb vibriů k epiteliálním buňkám. Adhezí se vibriové přichytí ke glykokalyxu epitelu a po ztrátě mobility se začnou intenzivně množit, kolonizují mikroklky tenkého střeva (viz barevná vložka, obr. 101.2) a současně produkují velké množství exotoxinu-cholerogenu. Molekuly choleragenu se vážou na monosialogangliozid Gni!. A pronikají buněčnou membránou, kde aktivují adenylátcyklázový systém a akumulující se cAMP způsobuje hypersekreci tekutiny, kationtů a aniontů Na, HCO3, Kl, Cl z enterocytů, což vede k cholerovému průjmu, dehydrataci a odsolování těla. Existují tři typy onemocnění:

• prudké, těžké dehydratační průjmové onemocnění, které vede k úmrtí pacienta během několika hodin;
• méně závažný průběh nebo průjem bez dehydratace;
• asymptomatický průběh onemocnění (nosičství vibrií).

V těžkých případech cholery se u pacientů objeví průjem, zvyšuje se frekvence stolice, stolice se stává hojnější, vodnatou, ztrácí fekální zápach a vypadá jako rýžový vývar (zakalená tekutina se zbytky hlenu a epiteliálními buňkami, které v ní plují). Poté dochází k oslabujícímu zvracení, nejprve střevního obsahu, a poté zvratky nabývají vzhledu rýžového vývaru. Teplota pacienta klesne pod normální hodnotu, kůže se stane namodralou, vrásčitou a studenou - cholera algid. V důsledku dehydratace krev houstne, rozvíjí se cyanóza, nedostatek kyslíku, prudce trpí funkce ledvin, objevují se křeče, pacient ztrácí vědomí a nastává smrt. Úmrtnost na choleru během sedmé pandemie se pohybovala od 1,5 % v rozvinutých zemích do 50 % v rozvojových zemích.

Postinfekční imunita je silná, dlouhodobá a recidivující onemocnění jsou vzácná. Imunita je antitoxická a antimikrobiální, způsobená protilátkami (antitoxiny přetrvávají déle než antimikrobiální protilátky), paměťovými buňkami imunitního systému a fagocyty.

Laboratorní diagnostika cholery

Hlavní a rozhodující metodou diagnostiky cholery je bakteriologická. Materiálem k vyšetření od pacienta jsou stolice a zvratky; stolice se vyšetřují na nosičství vibrií; u osob zemřelých na choleru se k vyšetření odebírá podvázaný úsek tenkého střeva a žlučníku; z předmětů vnějšího prostředí se nejčastěji vyšetřuje voda z otevřených nádrží a odpadní vody.

Při provádění bakteriologické studie musí být splněny následující tři podmínky:

• co nejrychleji odeberte materiál od pacienta (cholera vibrio přežívá ve stolici krátkou dobu);
• nádoba, ve které se materiál odebírá, by neměla být dezinfikována chemikáliemi a neměla by obsahovat jejich stopy, protože cholerový vibrio je na ně velmi citlivý;
• vyloučit možnost kontaminace a infekce ostatních.

Kultura se izoluje podle následujícího schématu: výsev na PV, současně na alkalický MPA nebo jakékoli selektivní médium (nejlépe TCBS). Po 6 hodinách se vyšetří film vytvořený na PV a v případě potřeby se provede přenos na druhý PV (výsevní rychlost cholerového vibria se v tomto případě zvyšuje o 10 %). Z PV se provede přenos na alkalický MPA. Podezřelé kolonie (sklovitě průhledné) se přenesou za účelem získání čisté kultury, která se identifikuje morfologickými, kulturními, biochemickými vlastnostmi, motilitou a nakonec se typuje pomocí diagnostických aglutinačních sér O-, OR-, Inaba a Ogawa a fágů (HDF). Byly navrženy různé možnosti urychlené diagnostiky, z nichž nejlepší je luminiscenčně-serologická metoda. Umožňuje detekovat cholerové vibrio přímo v testovaném materiálu (nebo po předběžné kultivaci ve dvou zkumavkách s 1% PV, do jedné z nich se přidá cholerový fág) během 1,5-2 hodin. Pro urychlenou detekci cholerového vibria navrhla IEM v Nižním Novgorodu sadu papírových indikátorových disků sestávající ze 13 biochemických testů (oxidáza, indol, ureáza, laktóza, glukóza, sacharóza, manóza, arabinóza, mannitol, inositol, arginin, ornithin, lysin), které umožňují odlišit zástupce rodu Vibrio od rodů Aeromonas, Plesiomonas, Pseudomonas, Comamonas a z čeledi Enterobacteriaceae. Pro rychlou detekci cholerového vibria ve stolici a v objektech životního prostředí lze použít RPGA s protilátkovým diagnostikem. Pro detekci nekultivovaných forem cholerového vibria v objektech životního prostředí se používá pouze metoda polymerázové řetězové reakce.

V případech, kdy jsou izolovány cholerové viry nepatřící do skupiny Ol, by měly být typovány s použitím odpovídajících aglutinačních sér jiných séroskupin. Izolace cholerových virů nepatřících do skupiny Ol od pacienta s průjmem (včetně průjmu podobného choleře) vyžaduje stejná protiepidemická opatření jako v případě izolace cholerových virů skupiny Ol. V případě potřeby se u těchto vibrií pomocí PCR stanoví přítomnost genů patogenity ctxAB, tcp, toxR a hap.

Sérologická diagnostika cholery má pomocný charakter. K tomuto účelu lze použít aglutinační reakci, ale je lepší stanovit titr vibriocidních protilátek nebo antitoxinů (protilátky proti choleře se stanovují enzymově imunoanalýzou nebo imunofluorescenčními metodami).

Laboratorní diagnostika vibrií patogenních pro necholeru

Hlavní metodou diagnostiky onemocnění způsobených necholerovými patogenními vibrii je bakteriologická metoda s použitím selektivních médií, jako jsou TCBS, MacConkey atd. Příslušnost izolované kultury k rodu Vibrio se určuje na základě klíčových charakteristik bakterií tohoto rodu.

Léčba cholery

Léčba pacientů s cholerou by měla spočívat především v rehydrataci a obnovení normálního metabolismu vody a soli. Pro tento účel se doporučuje používat solné roztoky, například o následujícím složení: NaCl - 3,5; NaHC03 - 2,5; KCl - 1,5 a glukóza - 20,0 g na 1 litr vody. Taková patogeneticky podložená léčba v kombinaci s racionální antibiotickou terapií umožňuje snížit úmrtnost na choleru na 1 % nebo méně.

Specifická prevence cholery

Pro vytvoření umělé imunity byla navržena vakcína proti cholere, včetně vakcíny vyrobené z usmrcených kmenů Inaba a Ogawa; cholerový toxoid pro subkutánní podání a enterální chemická bivalentní vakcína sestávající z anatoxinu a somatických antigenů sérotypů Inaba a Ogawa, protože se netvoří zkřížená imunita. Doba trvání postvakcinační imunity však nepřesahuje 6–8 měsíců, takže očkování se provádí pouze podle epidemiologických indikací. V ohniscích cholery se dobře osvědčila antibiotická profylaxe, zejména tetracyklin, na který je cholerový vibrio vysoce citlivý. Pro stejný účel lze použít i jiná antibiotika účinná proti V. cholerae.