Salmonely - původci břišního tyfu a paratyfu

Břišní tyfus je těžké akutní infekční onemocnění charakterizované hlubokou celkovou intoxikací, bakteriemií a specifickým poškozením lymfatického aparátu tenkého střeva. Intoxikace se projevuje silnou bolestí hlavy, zamlžením vědomí a deliriem (tyfus z řeckého typhos - mlha). Břišní tyfus jako samostatnou nozologickou jednotku se poprvé pokusil identifikovat ruský lékař A. G. Pjatnický v roce 1804, ale nakonec to udělal až v roce 1822 R. Bretonneau, který odlišil toto onemocnění od střevní tuberkulózy a naznačil nakažlivou povahu břišního tyfu.

Původce břišního tyfu - Salmonella typhi - byl objeven v roce 1880 K. Ebertem a v čisté kultuře izolován v roce 1884 K. Gaffkym. Brzy byli izolováni a studováni původci paratyfu A a B - S. paratyphi A a S. paratyphi B. Rod Salmonella zahrnuje velkou skupinu bakterií, ale pouze tři z nich - S. typhi, S. paratyphi A a S. paratyphi B - způsobují u lidí onemocnění s klinickým obrazem břišního tyfu. Morfologicky jsou nerozeznatelné - krátké gramnegativní tyčinky se zaoblenými konci, dlouhé 1-3,5 μm, o průměru 0,5-0,8 μm; netvoří spory ani kapsle a mají aktivní pohyblivost (peritrichózní). Obsah G+C v DNA je 50-52 mol %.

Původci tyfu a paratyfu jsou fakultativně anaeroby, teplotní optimum pro růst je 37 °C (ale mohou růst v rozmezí 10 až 41 °C), pH 6,8–7,2; nejsou náročné na živná média. Růst na bujónu je doprovázen zákalem, na MPA se tvoří jemné kulaté, hladké, průsvitné kolonie o průměru 2–4 mm. Kolonie S. typhi s antigenem Vi jsou však zakalené. Kolonie S. paratyphi B jsou hrubší, po několika dnech se po jejich obvodu tvoří zvláštní rýhy. Na Endo médiu jsou kolonie všech tří salmonel bezbarvé, na agaru s bismutitým siřičitanem černé. V případě disociace na hustých médiích rostou kolonie R-formy. Selektivním prostředím pro patogeny tyfu a paratyfu je žluč nebo žlučový bujón.

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

Biochemické vlastnosti patogenů tyfu a paratyfu

Patogeny tyfu a paratyfu dávají pozitivní reakci s MR, netvoří indol, nezkapalňují želatinu, redukují dusičnany na dusitany, netvoří acetoin. S. typhi neroste na hladovějícím agaru s citrátem. Hlavní biochemické rozdíly mezi patogeny tyfu a paratyfu spočívají v tom, že S. typhi fermentuje glukózu a některé další sacharidy pouze za vzniku kyseliny a S. paratyphi A a S. paratyphi B za vzniku kyseliny i plynu.

S. typhi se dělí na čtyři biochemické typy podle své schopnosti fermentovat xylózu a arabinózu: I, II, III, IV.

Xylóza + - + -

Arabinóza - - + +

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]

Antigenní struktura patogenů tyfu a paratyfu

Salmonely mají O- a H-antigeny. Podle O-antigenů se dělí na velké množství séroskupin a podle H-antigenů na sérotypy (více informací o sérologické klasifikaci salmonel viz následující část). S. typhi, S. paratyphi A a S. paratyphi B se od sebe liší jak O-antigeny (patří do různých séroskupin), tak H-antigeny.

V roce 1934 A. Felix a R. Pitt zjistili, že S. typhi má kromě O- a H-antigenů ještě jeden povrchový antigen, který nazvali virulenční antigen (Vi-antigen). Vi-antigen se od O- a H-antigenů liší svou chemickou povahou; skládá se ze tří různých frakcí, ale jeho základem je komplexní polymer kyseliny N-acetylgalaktosaminouronové s molekulovou hmotností 10 MD. Vi-antigen se obvykle nachází v čerstvě izolovaných kulturách, ale snadno se ztrácí vlivem různých faktorů (zejména při pěstování při teplotách nad 40 °C a pod 20 °C, na médiích s kyselinou karbolovou atd.) a při dlouhodobém skladování kultur se ničí při teplotě 100 °C po dobu 10 minut. Protože je umístěn povrchněji než O-antigen, jeho přítomnost brání aglutinaci kultury S. typhi s O-specifickým sérem, takže taková kultura musí být testována v aglutinační reakci s Vi-sérem. Naopak ztráta Vi-antigenu vede k uvolnění O-antigenu a obnovení O-aglutinace, ale Vi-aglutinace se ztrácí. Kvantitativní obsah Vi-antigenu v S. typhi se může značně lišit, proto F. Kauffmann navrhl klasifikovat S. typhi do tří skupin podle obsahu Vi-antigenu:

• čisté tvary ve tvaru V (německy viel - mnoho);
• čisté w-tvary (německy wenig - malý);
• mezilehlé vw-formy.

Byly objeveny tři neobvyklé mutanty S. typhi: Vi-I, R-forma, ve které buňky postrádají antigeny H a O, ale trvale si zachovávají antigen Vi; O-901, postrádá antigeny H a Vi; H-901 obsahuje antigeny O a H, ale postrádá antigen Vi. Všechny tři antigeny: O, H a Vi, mají výrazné imunogenní vlastnosti. Přítomnost antigenů Vi umožňuje fágovou typizaci kultur S. typhi. Existují dva typy fágů, které lyzují pouze ty kultury, které obsahují antigen Vi: Vi-I, univerzální fág, který lyzuje většinu kultur S. typhi obsahujících Vi; a sada fágů Vi-II, které selektivně lyzují kultury S. typhi. Toto poprvé ukázali v roce 1938 J. Craige a K. Ian. Pomocí fágů Vi typu II rozdělili S. typhi do 11 fágových typů. Do roku 1987 bylo identifikováno 106 různých fágových typů Vi u S. typhi. Jejich citlivost na odpovídající fágy je stabilním znakem, takže fágová typizace má velký epidemiologický význam.

Byly také vyvinuty schémata fágotypizace pro S. paratyphi A a S. paratyphi B, podle kterých jsou rozděleny do desítek fágotypů. Je důležité, že fágotypy salmonel se od sebe nemusí lišit žádnými dalšími znaky.

[ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ]

Rezistence patogenů tyfu a paratyfu

Původci tyfu a paratyfu přežívají ve vnějším prostředí (voda, půda, prach) v závislosti na podmínkách několik dní až několik měsíců. V tekoucí vodě mohou přežít až 10 dní, ve stojaté vodě až 4 týdny, na zelenině a ovoci 5–10 dní, na pokrmech až 2 týdny, v másle, sýru až 3 měsíce, v ledu až 3 měsíce a více; zahřátí na teplotu 60 °C je zabije za 30 minut a vaření okamžitě. Konvenční chemické dezinfekční prostředky je zabijí během několika minut. Obsah aktivního chloru ve vodě z vodovodu v dávce 0,5–1,0 mg/l nebo ozonizace vody zajišťují její spolehlivou dezinfekci jak od salmonel, tak i od dalších patogenních střevních bakterií.

Faktory patogenity patogenů tyfu a paratyfu

Nejdůležitějším biologickým rysem původců tyfu a paratyfu A a B je jejich schopnost odolávat fagocytóze a množit se v buňkách lymfoidního systému. Netvoří exotoxiny. Hlavním faktorem jejich patogenity je kromě antigenu Vi endotoxin, který se vyznačuje neobvykle vysokou toxicitou. Faktory patogenity, jako je fibrinolysin, plazmatická koaguláza, hyaluronidáza, lecitináza atd., se u původců tyfu a paratyfu nacházejí velmi zřídka. DNAáza se nachází nejčastěji (v 75–85 % studovaných kultur S. typhi a S. paratyphi B). Bylo zjištěno, že kmeny S. typhi s plazmidem s MD mm 6 mají vyšší virulenci. Otázka faktorů patogenity těchto salmonel proto zůstává nedostatečně pochopena.

[ 15 ], [ 16 ], [ 17 ]

Postinfekční imunita

Trvalé, dlouhotrvající, opakované tyfus a paratyfus jsou vzácné. Imunita je dána výskytem protilátek proti Vi-, O- a H-antigenům, paměťovými buňkami imunitního systému a zvýšenou aktivitou fagocytů. Postvakcinační imunita je na rozdíl od postinfekčního stavu krátkodobá (asi 12 měsíců).

Epidemiologie břišního tyfu a paratyfu

Zdrojem tyfu a paratyfu A je pouze člověk, nemocný nebo přenašeč. Zdrojem paratyfu B mohou být kromě lidí i zvířata, včetně ptáků. Mechanismus infekce je fekálně-orální. Infekční dávka S. typhi je 105 buněk (způsobuje onemocnění u 50 % dobrovolníků), infekční dávky salmonelového paratyfu A a B jsou výrazně vyšší. K infekci dochází zejména v důsledku přímého nebo nepřímého kontaktu, dále vodou nebo potravinami, zejména mlékem. Největší epidemie byly způsobeny infekcí patogeny vody z vodovodu (vodní epidemie).

[ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ], [ 22 ]

Příznaky tyfu a paratyfu

Inkubační doba břišního tyfu je 15 dní, ale může se pohybovat od 7 do 25 dnů. To závisí na infekční dávce, virulenci patogenu a imunitním stavu pacienta. Patogeneze a klinický obraz břišního tyfu a paratyfu A a B jsou si velmi podobné. Ve vývoji onemocnění jsou jasně identifikovány následující fáze:

• fáze invaze. Patogen proniká do tenkého střeva ústy;
• lymfatickými cestami proniká salmonela do lymfoidních útvarů submukózy tenkého střeva (Peyerovy skvrny a solitární folikuly) a množením v nich způsobuje lymfangitidu a lymfadenitidu (druh tyfoidních granulí);
• bakterémie - uvolňování patogenu ve velkém množství do krve. Stádium bakteriémie začíná na konci inkubační doby a může (při absenci účinné léčby) pokračovat po celou dobu onemocnění;
• fáze intoxikace nastává v důsledku rozpadu bakterií pod vlivem baktericidních vlastností krve a uvolňování endotoxinů;
• fáze parenchymatózní difúze. Salmonely jsou absorbovány z krve makrofágy kostní dřeně, sleziny, lymfatických uzlin, jater a dalších orgánů. Původce tyfu se hromadí ve velkém množství ve žlučovodech jater a ve žlučníku, kde nachází příznivé podmínky pro svou reprodukci a kde jsou baktericidní vlastnosti krve oslabeny vlivem žluči;
• Vylučovací-alergické stádium. S rozvojem imunity začíná proces uvolňování patogenu. Tento proces probíhá všemi žlázami: slinnými, střevními, potními, mléčnými (během kojení), močovými žlázami a zvláště aktivně - játry a žlučníkem. Salmonely uvolněné ze žlučníku se opět dostávají do tenkého střeva, odkud se část z nich vylučuje stolicí a část znovu proniká do lymfatických uzlin. Sekundární pronikání do již senzibilizovaných uzlin v nich způsobuje hyperergickou reakci, která se projevuje formou nekrózy a ulcerace. Toto stádium je nebezpečné z důvodu možnosti perforace střevní stěny (vředy), vnitřního krvácení a rozvoje peritonitidy;
• fáze zotavení. Proces hojení vředů probíhá bez tvorby znetvořujících jizev v oblastech zbavených nekrotických ložisek.

V klinickém obrazu onemocnění se zase rozlišují následující období:

• I. počáteční fáze - stadium incrementi (1. týden): postupné zvyšování teploty na 40-42 °C, narůstající intoxikace a další projevy onemocnění.
• II - stádium maximálního rozvoje všech symptomů - stadium acme (2-3 týdny nemoci): teplota zůstává vysoká;
• III - stádium ústupu onemocnění - stadium decrementi (4. týden nemoci): postupný pokles teploty a oslabení projevů dalších příznaků;
• IV. - fáze zotavení.

8.–9. den onemocnění a někdy i později se u mnoha pacientů objeví růžová vyrážka na kůži břicha, hrudníku a zad. Vzhled vyrážky (malé červené skvrny) je důsledkem lokálních produktivně-zánětlivých procesů alergické povahy v povrchových vrstvách kůže v blízkosti lymfatických cév, které v hojném množství obsahují původce onemocnění. Klinické uzdravení se ne vždy shoduje s bakteriologickým uzdravením. Asi 5 % uzdravených se stává chronickými nosiči salmonely, tyfu nebo paratyfu. Důvody dlouhodobého (více než 3 měsíce a někdy i mnoho let) nosičství salmonely zůstávají nejasné. Určitou roli při vzniku nosičství hrají lokální zánětlivé procesy v žlučových (někdy i v močových) cestách, které často vznikají v souvislosti s tyfo-paratyfoidními infekcemi nebo se v důsledku těchto infekcí zhoršují. Jejich L-transformace však hraje stejně důležitou roli při tvorbě dlouhodobého nosičství tyfu a paratyfu salmonely A a B. L-formy salmonely ztrácejí H-, částečně O- a Vi-antigeny, nacházejí se zpravidla intracelulárně (uvnitř makrofágů kostní dřeně), proto se stávají nepřístupnými pro chemoterapeutika ani protilátky a mohou v těle uzdravené osoby přetrvávat po dlouhou dobu. Po návratu do původní formy a úplném obnovení antigenní struktury se salmonely opět stávají virulentními, znovu pronikají do žlučovodů, způsobují zhoršení procesu nosičství, vylučují se stolicí a takový nosič se stává zdrojem infekce pro ostatní. Je také možné, že tvorba nosičství závisí na nějakém deficitu imunitního systému.

Laboratorní diagnostika břišního tyfu a paratyfu

Nejčasnější a hlavní metodou diagnostiky tyfu a paratyfu je bakteriologická - odběr hemokultury nebo myelokultury. Za tímto účelem se vyšetřuje krev nebo punkce kostní dřeně. Krev je lepší inokulovat na Rapoportovo médium (žlučový vývar s přídavkem glukózy, indikátoru a skleněného plováku) v poměru 1:10 (1 ml krve na 10 ml média). Kultura by měla být inkubována při teplotě 37 °C po dobu nejméně 8 dnů a s přihlédnutím k možné přítomnosti L-forem - až 3-4 týdny. K identifikaci izolované kultury salmonel se používají diagnostická adsorbovaná séra obsahující protilátky proti antigenům 02 (S. paratyphi A), 04 (S. paratyphi B) a 09 (S. typhi) (s přihlédnutím k jejich biochemickým vlastnostem). Pokud izolovaná kultura S. typhi není aglutinována sérem 09, musí být testována sérem Vi.

K izolaci S. typhi lze použít exsudát získaný skarifikací růžovky - kultury růžovky rostou.

Bakteriologické vyšetření stolice, moči a žluči se provádí za účelem potvrzení diagnózy, sledování bakteriologického zotavení po propuštění rekonvalescenta a diagnostiky bakterionosičství. V tomto případě se materiál předběžně inokuluje na obohacovací média (média obsahující chemikálie, jako je seleničitan, které inhibují růst E. coli a dalších zástupců střevní mikroflóry, ale neinhibují růst salmonel) a poté z obohacovacího média na diferenciálně diagnostická média (Endo, agar se siřičitanem bismutitým) za účelem izolace izolovaných kolonií a získání čistých kultur z nich identifikovaných podle výše uvedeného schématu. Pro detekci O- a Vi-antigenů v krevním séru a stolici pacientů lze použít RSC, RPGA s protilátkovým diagnostikem, koaglutinační reakce, agregátní hemaglutinaci a IFM. Pro urychlenou identifikaci S. typhi je slibné použití fragmentu DNA nesoucího gen pro Vi-antigen jako sondy (doba identifikace 3-4 hodiny).

Od konce prvního týdne onemocnění se v séru pacientů objevují protilátky, proto v roce 1896 F. Widal navrhl pro diagnostiku tyfu reakci rozšířené zkumavkové aglutinace. Dynamika obsahu protilátek proti S. typhi je zvláštní: protilátky proti O-antigenu se objevují jako první, ale jejich titr po uzdravení rychle klesá; H-protilátky se objevují později, ale po onemocnění a očkování přetrvávají po mnoho let. Vzhledem k této okolnosti se Widalova reakce provádí současně s oddělenými O- a H-diagnostiky (stejně jako s paratyfoidními A- a B-diagnostiky), aby se vyloučily možné chyby spojené s očkováním nebo dříve prodělaným onemocněním. Specifičnost Widalovy reakce však není dostatečně vysoká, proto se ukázalo jako výhodnější použití RPGA, při které je erytrocytární diagnostikum senzibilizováno buď O- (k detekci O-protilátek), nebo Vi-antigenem (k detekci Vi-protilátek). Nejspolehlivější a nejspecifičtější je poslední reakce (Vi-hemaglutinace).

Diagnóza nosičství břišního tyfu a paratyfu

Jediným důkazem nosičství bakterií je izolace kultur S. typhi, S. paratyphi A, S. paratyphi B z nosiče. Materiálem pro studium je obsah dvanáctníku, stolice a moč. Složitost problému spočívá v tom, že nosiči ne vždy vylučují patogen s těmito substráty; existují pauzy, a to poměrně dlouhé. Jako pomocné metody, které umožňují zúžit okruh vyšetřovaných osob, se používají sérologické reakce (současná detekce O-, H-, Vi- nebo O-, Vi-protilátek naznačuje možnou přítomnost patogenu v těle) a alergický kožní test s Vi-typhinem. Ten obsahuje Vi-antigen, který při interakci s Vi-protilátkami vyvolává lokální alergickou reakci ve formě zarudnutí a otoku po dobu 20-30 minut. Pozitivní reakce s Vi-typhinem naznačuje přítomnost Vi-protilátek v těle a možnou přítomnost S. typhi. Pro identifikaci L-forem S. typhi byly navrženy speciální imunofluorescenční protilátky (proti antigenům L-forem patogenu). Originální metodu pro identifikaci nosičů bakterie navrhl V. Moore. Spočívá ve zkoumání tamponů, které jsou současně vhozeny do šachet po celé délce kanalizační sítě v obydlené oblasti.

[ 23 ], [ 24 ], [ 25 ], [ 26 ], [ 27 ], [ 28 ]

Léčba tyfu a paratyfu

Léčba tyfu je založena na užívání různých antibiotik, na která jsou patogeny vysoce citlivé (levomycetin, ampicilin, tetracykliny atd.). Antibiotika snižují závažnost onemocnění a zkracují jeho trvání. Přenos R-plazmidů na salmonely z E. coli nebo jiných enterobakterií však může vést ke vzniku nebezpečných epidemických klonů mezi nimi.

Specifická prevence břišního tyfu a paratyfu

Místo sedmi různých vakcín proti tyfu používaných dříve se v naší zemi od roku 1978 vyrábí pouze jedna - chemicky sorbovaná monovakcína proti tyfu. Vzhledem k tomu, že se břišní tyfus z epidemie stal sporadickým onemocněním (a to bylo možné především díky zlepšení vodovodních a kanalizačních systémů a zvýšení hygienické kultury obyvatelstva), potřeba masové imunizace proti němu pominula. Očkování proti břišnímu tyfu se proto provádí pouze v případě epidemických indikací.