Shigellae

Disentri adalah penyakit menular yang ditandai dengan keracunan umum pada tubuh, diare, dan lesi spesifik pada selaput lendir usus besar. Ini adalah salah satu penyakit usus akut yang paling umum di dunia. Disentri telah dikenal sejak zaman kuno dengan nama "diare berdarah", tetapi sifatnya ternyata berbeda. Pada tahun 1875, ilmuwan Rusia FA Lesh mengisolasi amuba Entamoeba histolytica dari seorang pasien dengan diare berdarah, dalam 15 tahun berikutnya penyakit ini berdiri sendiri, yang karenanya nama amebiasis tetap ada.

Agen penyebab disentri yang sebenarnya adalah sekelompok besar bakteri yang secara biologis serupa, yang disatukan dalam genus Shigella. Agen penyebab pertama kali ditemukan pada tahun 1888 oleh A. Chantemes dan F. Vidal; pada tahun 1891 dijelaskan oleh AV Grigoriev, dan pada tahun 1898 K. Shiga, menggunakan serum yang diperoleh dari seorang pasien, mengidentifikasi agen penyebab pada 34 pasien dengan disentri, akhirnya membuktikan peran etiologi bakteri ini. Namun, pada tahun-tahun berikutnya, agen penyebab disentri lainnya ditemukan: pada tahun 1900 - oleh S. Flexner, pada tahun 1915 - oleh K. Sonne, pada tahun 1917 - oleh K. Stutzer dan K. Schmitz, pada tahun 1932 - oleh J. Boyd, pada tahun 1934 - oleh D. Large, pada tahun 1943 - oleh A. Sax.

Saat ini, genus Shigella mencakup lebih dari 40 serotipe. Semuanya adalah batang gram negatif yang pendek dan tidak bergerak, tidak membentuk spora atau kapsul, dan tumbuh dengan baik pada media nutrisi biasa, tidak tumbuh pada media kelaparan dengan sitrat atau malonat sebagai satu-satunya sumber karbon; tidak membentuk H2S, tidak memiliki urease; reaksi Voges-Proskauer negatif; mereka memfermentasi glukosa dan beberapa karbohidrat lain untuk membentuk asam tanpa gas (kecuali untuk beberapa biotipe Shigella flexneri: S. manchester dan S. newcastle); sebagai aturan, mereka tidak memfermentasi laktosa (kecuali untuk Shigella Sonnei), adonitol, salisin dan inositol, tidak mencairkan gelatin, biasanya membentuk katalase, tidak memiliki dekarboksilase lisin dan deaminase fenilalanin. Kandungan G + C dalam DNA adalah 49-53 mol %. Shigella merupakan bakteri anaerob fakultatif, suhu optimum untuk pertumbuhannya adalah 37 °C, tidak tumbuh pada suhu di atas 45 °C, pH medium optimum adalah 6,7-7,2. Koloni pada media padat berbentuk bulat, cembung, tembus cahaya, jika terjadi disosiasi, terbentuk koloni bentuk R kasar. Pertumbuhan pada MPB berupa kekeruhan yang seragam, bentuk kasar membentuk sedimen. Kultur Shigella Sonnei yang baru diisolasi biasanya membentuk koloni dari dua jenis: kecil bulat cembung (fase I), besar datar (fase II). Sifat koloni bergantung pada ada (fase I) atau tidak adanya (fase II) plasmid dengan mm 120 MD, yang juga menentukan virulensi Shigella Sonnei.

Klasifikasi internasional Shigella didasarkan pada karakteristik biokimia mereka (Shigella yang tidak memfermentasi manitol, yang memfermentasi manitol, yang memfermentasi laktosa secara lambat) dan fitur struktur antigennya.

Shigella memiliki antigen O dengan spesifisitas yang bervariasi: umum pada famili Enterobacteriaceae, generik, spesies, kelompok dan spesifik tipe, serta antigen K; mereka tidak memiliki antigen H.

Klasifikasi ini hanya memperhitungkan antigen O yang spesifik terhadap kelompok dan tipe. Berdasarkan ciri-ciri ini, genus Shigella dibagi menjadi 4 subkelompok, atau 4 spesies, dan mencakup 44 serotipe. Subkelompok A (spesies Shigella dysenteriae) mencakup shigella yang tidak memfermentasi manitol. Spesies ini mencakup 12 serotipe (1-12). Setiap serotipe memiliki antigen tipe spesifiknya sendiri; hubungan antigenik antara serotipe, serta dengan spesies shigella lainnya, diekspresikan secara lemah. Subkelompok B (spesies Shigella flexneri) mencakup shigella yang biasanya memfermentasi manitol. Shigella dari spesies ini saling terkait secara serologis: mereka mengandung antigen spesifik tipe (I-VI), yang dengannya mereka dibagi menjadi serotipe (1-6/' dan antigen kelompok, yang ditemukan dalam komposisi yang berbeda di setiap serotipe dan yang dengannya serotipe dibagi menjadi subserotipe. Selain itu, spesies ini mencakup dua varian antigenik - X dan Y, yang tidak memiliki antigen tipe, mereka berbeda dalam set antigen kelompok. Serotipe S.flexneri 6 tidak memiliki subserotipe, tetapi dibagi menjadi 3 tipe biokimia berdasarkan fitur fermentasi glukosa, manitol, dan dulcitol.

Antigen lipopolisakarida O pada semua Shigella flexneri mengandung antigen golongan 3, 4 sebagai struktur primer utama, sintesisnya dikendalikan oleh gen kromosom yang terlokalisasi di dekat lokus his. Antigen spesifik tipe I, II, IV, V dan antigen golongan 6, 7, 8 merupakan hasil modifikasi antigen 3, 4 (glikosilasi atau asetilasi) dan ditentukan oleh gen profag pengubah yang sesuai, yang situs integrasinya terletak di daerah lac-pro kromosom Shigella.

Subserotipe baru S.flexneri 4 (IV:7, 8), yang muncul di negara ini pada tahun 1980-an dan menyebar luas, berbeda dari subserotipe 4a (IV;3,4) dan 4b (IV:3, 4, 6), dan muncul dari varian S.flexneri Y (IV:3, 4) sebagai hasil lisogenisasi dengan mengubah profag IV dan 7, 8.

Subgrup C (spesies Shigella boydix) mencakup shigella yang biasanya memfermentasi manitol. Anggota kelompok ini secara serologis berbeda satu sama lain. Hubungan antigenik dalam spesies ini lemah. Spesies ini mencakup 18 serotipe (1-18), masing-masing dengan antigen tipe utamanya sendiri.

Subkelompok D (spesies Shigella sonnei) mencakup shigella yang biasanya memfermentasi manitol dan mampu memfermentasi laktosa dan sukrosa secara perlahan (setelah 24 jam inkubasi dan setelahnya). Spesies S. sonnei mencakup satu serotipe, tetapi koloni fase I dan II memiliki antigen spesifik tipe mereka sendiri. Dua metode telah diusulkan untuk klasifikasi intraspesifik Shigella sonnei:

• membaginya menjadi 14 jenis dan subtipe biokimia menurut kemampuannya memfermentasi maltosa, rhamnosa, dan xilosa;
• pembagian menjadi jenis fag berdasarkan kepekaan terhadap sekumpulan fag yang sesuai.

Metode pengetikan ini terutama memiliki signifikansi epidemiologi. Selain itu, Shigella Sonnei dan Shigella Flexneri diketik untuk tujuan yang sama berdasarkan kemampuan mereka untuk mensintesis kolisin tertentu (genotipe kolisin) dan sensitivitas mereka terhadap kolisin yang diketahui (kolisinotipe). Untuk menentukan jenis kolisin yang diproduksi oleh Shigella, J. Abbott dan R. Shannon mengusulkan serangkaian galur khas dan indikator Shigella, dan untuk menentukan sensitivitas Shigella terhadap jenis kolisin yang diketahui, digunakan Rangkaian Referensi Galur Kolisinogenik P. Frederick.

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

Resistensi Shigella

Shigella memiliki daya tahan yang cukup tinggi terhadap faktor lingkungan. Mereka bertahan hidup pada kain katun dan kertas selama 0-36 hari, pada kotoran kering - hingga 4-5 bulan, di tanah - hingga 3-4 bulan, di air - dari 0,5 hingga 3 bulan, pada buah-buahan dan sayuran - hingga 2 minggu, dalam susu dan produk susu - hingga beberapa minggu; pada suhu 60 C mereka mati dalam 15-20 menit. Mereka sensitif terhadap larutan kloramin, klorin aktif, dan desinfektan lainnya.

Faktor Patogenisitas Shigella

Sifat biologis shigella yang paling penting, yang menentukan patogenisitasnya, adalah kemampuan untuk menembus ke dalam sel epitel, berkembang biak di dalamnya, dan menyebabkan kematian sel tersebut. Efek ini dapat dideteksi menggunakan uji keratokonjungtiva (memasukkan satu putaran kultur shigella (2-3 miliar bakteri) di bawah kelopak mata bawah marmut menyebabkan perkembangan keratokonjungtivitis serosa-purulen), serta dengan menginfeksi kultur sel (efek sitotoksik) atau embrio ayam (kematiannya), atau tikus putih intranasal (perkembangan pneumonia). Faktor utama patogenisitas shigella dapat dibagi menjadi tiga kelompok:

• faktor penentu interaksi dengan epitel selaput lendir;
• faktor-faktor yang memastikan resistensi terhadap mekanisme pertahanan humoral dan seluler dari makroorganisme dan kemampuan shigella untuk bereproduksi dalam sel-selnya;
• kemampuan untuk menghasilkan racun dan produk beracun yang menyebabkan perkembangan proses patologis itu sendiri.

Kelompok pertama mencakup faktor adhesi dan kolonisasi: peran mereka dimainkan oleh pili, protein membran luar dan LPS. Adhesi dan kolonisasi dipromosikan oleh enzim yang menghancurkan lendir - neuraminidase, hyaluronidase, mucinase. Kelompok kedua mencakup faktor invasi yang mempromosikan penetrasi shigella ke dalam enterosit dan reproduksi mereka di dalamnya dan dalam makrofag dengan manifestasi simultan dari efek sitotoksik dan (atau) enterotoksik. Sifat-sifat ini dikendalikan oleh gen plasmid dengan mm 140 MD (yang mengkode sintesis protein membran luar yang menyebabkan invasi) dan gen kromosom shigella: kcr A (menyebabkan keratokonjungtivitis), cyt (bertanggung jawab atas kerusakan sel), serta gen lain yang belum diidentifikasi. Perlindungan shigella dari fagositosis disediakan oleh antigen K permukaan, antigen 3,4 dan lipopolisakarida. Selain itu, lipid A dari endotoksin shigella memiliki efek imunosupresif: ia menekan aktivitas sel memori imun.

Kelompok ketiga faktor patogenisitas mencakup endotoksin dan dua jenis eksotoksin yang ditemukan di Shigella - eksotoksin Shiga dan mirip Shiga (SLT-I dan SLT-II), yang sifat sitotoksiknya paling menonjol di S. dysenteriae. Toksin Shiga dan mirip Shiga juga telah ditemukan di serotipe S. dysenteriae lainnya; mereka juga diproduksi oleh S. flexneri, S. sonnei, S. boydii, EHEC dan beberapa salmonella. Sintesis toksin ini dikendalikan oleh gen tox dari fag konversi. Enterotoksin tipe LT telah ditemukan di Shigella flexneri, sonnei dan boydii. Sintesis LT di dalamnya dikendalikan oleh gen plasmid. Enterotoksin merangsang aktivitas adenilat siklase dan bertanggung jawab atas perkembangan diare. Toksin Shiga, atau neurotoksin, tidak bereaksi dengan sistem adenilat siklase, tetapi memiliki efek sitotoksik langsung. Toksin Shiga dan mirip Shiga (SLT-I dan SLT-II) memiliki berat molekul 70 kDa dan terdiri dari subunit A dan B (yang terakhir dari 5 subunit kecil yang identik). Reseptor untuk toksin adalah glikolipid dari membran sel. Virulensi Shigella sonnei juga bergantung pada plasmid dengan berat molekul 120 MDa. Ia mengendalikan sintesis sekitar 40 polipeptida membran luar, tujuh di antaranya terkait dengan virulensi. Shigella sonnei dengan plasmid ini membentuk koloni fase I dan bersifat virulen. Kultur yang telah kehilangan plasmid membentuk koloni fase II dan tidak memiliki virulensi. Plasmid dengan berat molekul 120-140 MDa ditemukan di Shigella flexneri dan Boyd. Lipopolisakarida Shigella adalah endotoksin yang kuat.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ]

Kekebalan pasca infeksi

Seperti yang ditunjukkan oleh pengamatan pada monyet, setelah disentri, kekebalan yang kuat dan cukup tahan lama tetap ada. Hal ini disebabkan oleh antibodi antimikroba, antitoksin, peningkatan aktivitas makrofag dan limfosit T. Kekebalan lokal mukosa usus, yang dimediasi oleh IgA, memainkan peran penting. Namun, kekebalan bersifat spesifik tipe, dan kekebalan silang yang kuat tidak terjadi.

Epidemiologi disentri

Sumber infeksi hanya manusia. Tidak ada hewan di alam yang menderita disentri. Dalam kondisi percobaan, disentri hanya dapat ditularkan pada monyet. Cara penularannya adalah fekal-oral. Rute penularannya adalah air (dominan untuk Shigella flexneri), makanan, dengan susu dan produk olahan susu memainkan peran yang sangat penting (rute penularan dominan untuk Shigella sonnei), dan kontak-rumah tangga, terutama untuk spesies S. dysenteriae.

Ciri epidemiologi disentri adalah perubahan komposisi spesies patogen, serta biotipe Sonne dan serotipe Flexner di wilayah tertentu. Misalnya, hingga akhir tahun 1930-an, S. dysenteriae 1 menyumbang 30-40% dari semua kasus disentri, dan kemudian serotipe ini mulai semakin jarang terjadi dan hampir menghilang. Namun, pada tahun 1960-1980-an, S. dysenteriae muncul kembali di arena sejarah dan menyebabkan serangkaian epidemi yang menyebabkan terbentuknya tiga fokus hiperendemiknya - di Amerika Tengah, Afrika Tengah, dan Asia Selatan (India, Pakistan, Bangladesh, dan negara-negara lain). Alasan perubahan komposisi spesies patogen disentri mungkin terkait dengan perubahan kekebalan kolektif dan perubahan sifat bakteri disentri. Secara khusus, kembalinya S. dysenteriae 1 dan penyebarannya yang luas, yang menyebabkan terbentuknya fokus hiperendemik disentri, dikaitkan dengan perolehan plasmid yang menyebabkan resistensi banyak obat dan peningkatan virulensi.

[ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ]

Gejala disentri

Masa inkubasi disentri adalah 2-5 hari, terkadang kurang dari sehari. Pembentukan fokus infeksi pada selaput lendir kolon desendens (sigmoid dan rektum), tempat agen penyebab disentri menembus, bersifat siklus: adhesi, kolonisasi, penetrasi shigella ke dalam sitoplasma enterosit, reproduksi intraselulernya, penghancuran dan penolakan sel epitel, pelepasan patogen ke dalam lumen usus; setelah ini, siklus lain dimulai - adhesi, kolonisasi, dll. Intensitas siklus tergantung pada konsentrasi patogen di lapisan parietal selaput lendir. Sebagai hasil dari siklus berulang, fokus inflamasi tumbuh, ulkus yang dihasilkan, bergabung, meningkatkan paparan dinding usus, akibatnya darah, benjolan mukopurulen, leukosit polimorfonuklear muncul dalam tinja. Sitotoksin (SLT-I dan SLT-II) menyebabkan kerusakan sel, enterotoksin - diare, endotoksin - keracunan umum. Gambaran klinis disentri sebagian besar ditentukan oleh jenis eksotoksin yang dihasilkan oleh patogen, tingkat efek alergeniknya, dan status imun tubuh. Namun, banyak masalah patogenesis disentri masih belum jelas, khususnya: ciri-ciri perjalanan disentri pada anak-anak dalam dua tahun pertama kehidupan, alasan transisi disentri akut menjadi kronis, pentingnya sensitisasi, mekanisme imunitas lokal mukosa usus, dll. Manifestasi klinis disentri yang paling khas adalah diare, keinginan buang air besar yang sering: dalam kasus yang parah hingga 50 kali atau lebih sehari, tenesmus (kejang rektum yang menyakitkan) dan keracunan umum. Sifat tinja ditentukan oleh tingkat kerusakan pada usus besar. Bentuk disentri yang paling parah disebabkan oleh S. dysenteriae 1, yang paling ringan adalah disentri Sonne.

Diagnostik laboratorium disentri

Metode utamanya adalah bakteriologis. Bahan untuk penelitian ini adalah feses. Skema untuk mengisolasi patogen: penyemaian pada media Endo dan Ploskirev diagnostik diferensial (secara paralel pada media pengayaan dengan penyemaian berikutnya pada media Endo, Ploskirev) untuk mengisolasi koloni yang terisolasi, memperoleh kultur murni, mempelajari sifat biokimianya dan, dengan mempertimbangkan yang terakhir, identifikasi menggunakan serum aglutinasi diagnostik polivalen dan monovalen. Serum komersial berikut diproduksi.

Untuk Shigella yang tidak memfermentasi manitol:

• untuk S. dysenteriae 1 dan 2 (polivalen dan monovalen),
• untuk S. dysenteriae 3-7 (polivalen dan monovalen),
• untuk S. dysenteriae 8-12 (polivalen dan monovalen).

Terhadap Shigella yang memfermentasi manitol: terhadap antigen khas S. flexneri I, II, III, IV, V, VI, terhadap antigen golongan S. flexneri 3, 4, 6,7,8 - polivalen, terhadap antigen S. boydii 1-18 (polivalen dan monovalen), terhadap antigen S. sonnei fase I, fase II, terhadap antigen S. flexneri I-VI + S. sonnei - polivalen.

Untuk identifikasi cepat Shigella, metode berikut direkomendasikan: koloni yang mencurigakan (laktosa-negatif pada medium Endo) disemai ulang ke dalam medium TSI (tiga gula besi) - agar tiga gula (glukosa, laktosa, sukrosa) dengan besi untuk menentukan produksi H2S; atau ke dalam medium yang mengandung glukosa, laktosa, sukrosa, besi dan urea.

Setiap organisme yang memecah urea setelah 4 hingga 6 jam inkubasi kemungkinan merupakan organisme Proteus dan dapat disingkirkan. Organisme yang menghasilkan H,S atau memiliki urease atau menghasilkan asam pada kemiringan (memfermentasi laktosa atau sukrosa) dapat disingkirkan, meskipun strain yang menghasilkan H2S harus diselidiki sebagai kemungkinan anggota genus Salmonella. Dalam semua kasus lainnya, kultur yang tumbuh pada media ini harus diperiksa dan, jika memfermentasi glukosa (perubahan warna pada kolom), diisolasi dalam bentuk murni. Pada saat yang sama, kultur dapat diperiksa dalam uji aglutinasi slide dengan antiserum yang sesuai dengan genus Shigella. Jika perlu, uji biokimia lainnya dilakukan untuk memverifikasi apakah termasuk dalam genus Shigella, dan motilitas juga dipelajari.

Metode berikut dapat digunakan untuk mendeteksi antigen dalam darah (termasuk dalam CIC), urin, dan feses: RPGA, RSK, reaksi koaglutinasi (dalam urin dan feses), IFM, RAGA (dalam serum darah). Metode ini sangat efektif, spesifik, dan cocok untuk diagnostik dini.

Untuk diagnostik serologis, berikut ini dapat digunakan: RPGA dengan diagnostik eritrosit yang sesuai, metode imunofluoresensi (dalam modifikasi tidak langsung), metode Coombs (penentuan titer antibodi yang tidak lengkap). Tes alergi dengan disentri (larutan fraksi protein shigella flexneri dan sonnei) juga memiliki nilai diagnostik. Reaksi diperhitungkan setelah 24 jam. Reaksi dianggap positif jika terdapat hiperemia dan infiltrat dengan diameter 10-20 mm.

Pengobatan disentri

Perhatian utama diberikan pada pemulihan metabolisme air-garam normal, nutrisi rasional, detoksifikasi, terapi antibiotik rasional (dengan mempertimbangkan sensitivitas patogen terhadap antibiotik). Efek yang baik diberikan oleh penggunaan awal bakteriofag disentri polivalen, terutama tablet dengan lapisan pektin, yang melindungi fag dari aksi jus lambung HCl; di usus halus, pektin larut, fag dilepaskan dan menunjukkan efeknya. Untuk tujuan profilaksis, fag harus diberikan setidaknya sekali setiap tiga hari (masa bertahan hidupnya di usus).

Pencegahan khusus disentri

Berbagai vaksin telah digunakan untuk menciptakan kekebalan buatan terhadap disentri: dari bakteri yang telah dimatikan, bahan kimia, alkohol, tetapi semuanya ternyata tidak efektif dan dihentikan. Vaksin terhadap disentri Flexner telah dibuat dari Shigella Flexneri yang hidup (bermutasi, bergantung pada streptomisin); vaksin ribosomal, tetapi vaksin tersebut juga belum banyak digunakan. Oleh karena itu, masalah pencegahan khusus disentri masih belum terpecahkan. Cara utama untuk memerangi disentri adalah dengan meningkatkan sistem penyediaan air dan pembuangan air limbah, memastikan kondisi sanitasi dan higienis yang ketat di perusahaan makanan, terutama industri susu, di lembaga anak-anak, tempat umum, dan dalam menjaga kebersihan pribadi.