Содержание
Вопрос о том, каким образом шигеллы, лишенные жгутиков и активной подвижности, получают возможность для внутриклеточного и межклеточного передвижения, решился неожиданно. Оказалось, что бактерии после прорыва вакуоли, используя униполярную локализацию своего белка IcsA (от англ. intercellular spread), аккумулируют на одном из полюсов хвост из коротких пучков актина, который в качестве псевдожгутика проталкивает бактерии в соседние клетки. В лизисе выростов и высвобождении бактерий участвует протеин IcsB шигелл.
Отвечая на бактериальную инфекцию, колоноциты подвергаются активации. В этом, в частности, участвует липополисахаридный эндотоксин шигелл. Связываясь с тольподобными рецепторами (TLR4) на базолатеральной поверхности клеток, а также с внутриклеточными рецепторами Nod1 и Nod2, этот токсин активирует систему NF-kB (в меньшей степени АР-1), приводя к секреции цитокинов (хемокинов), в частности ИЛ-8 — мощного хемоаттрактанта нейтрофилов (см. «Воспаление и инфекционный процесс»). Это усиливает острое воспаление. Нейтрофилы выделяют множество биотоксических факторов, которые действуют не только на бактерии, но и на хозяина, вызывая расширение зоны местного поражения и системные реакции. Гибель нейтрофилов также зависит от бактериального аппарата секреции III типа, в частности белков IpaB и IpaC. Но шигеллы способны индуцировать и самостоятельную гибель колоноцитов. Их размножение ведет к прекращению синтеза белка и в конце концов к смерти клетки. Это скорее всего связано с утилизацией АТФ и нарушением функций митохондрий. Последнее обстоятельство может приводить к гибели клетки от апоптоза. Подавление синтеза белка вряд ли связано с действием экзотоксина Шига (см. ниже): атоксигенные мутанты убивают энтероциты так же, как дикие штаммы.
Вопрос о патогенетическом значении токсина Шига требует специального комментария. Он продуцируется штаммами только одного вида шигелл — Sh. dysenteriae серотипа 1. Подобно холерному энтеротоксину, дизентерийный токсин состоит из одной А-субъединицы (она отвечает за энзиматическую активность) и пяти В-субъединиц (рецепторная активность), которые закодированы на хромосоме в виде оперона так же, как А- и В-субъединицы холерного токсина. Механизм действия токсина Шига похож на действия других А—В-токсинов. Высвобождаясь при лизисе бактерий, он связывается с поверхностным гликолипидом (Gb3) клеток, субъединица А отщепляется и транслоцируется внутрь клетки. Действуя высокоизбирательно, А-субъединица инактивирует 60S рибосомы клетки, обрывая синтез белка.
Токсин Шига обладает рядом биологических эффектов, что делает Sh. dysenteriae серотипа 1 наиболее агрессивным агентом. Токсин Шига обладает активностью энтеротоксина, провоцируя выход жидкости в изолированную петлю кишечника, ведет себя как нейротоксин, вызывая параличи при введении мышам и кроликам, и, наконец, является сильным цитотоксином при добавлении в культуры клеток. Это делает понятной вирулентность токсинпродуцирующих штаммов шигелл в клинических наблюдениях и в опытах на животных (обезьянах). Но все-таки следует учесть, что шигеллы (например, Sh. flexneri), лишенные генов токсина Шига, вызывают тяжелое заболевание с серьезным поражением кишечника, которому сопутствует кровавая диарея. Поэтому допуская участие токсина Шига в поражении слизистой оболочки кишечника, необходимо искать для него другие патогенетически значимые мишени в инфицированном организме. Одной из них являются почечные капилляры (гломерулы), поскольку токсин Шига нацелен прежде всего на эндотелиальные клетки (кровавый понос — повреждение кровеносных сосудов в толстом кишечнике, неврологические осложнения — в центральной нервной системе). Поражение сосудов может отвечать и за острую почечную недостаточность (гемолитико-уремический синдром), которая развивается у детей через несколько дней после начала дизентерии и может быть смертельной. О сходном действии шигаподобного токсина энтерогеморрагических эшерихий уже говорилось в одном из очерков (см. «Эшерихии»).
Многие гены, необходимые для проявления вирулентности шигелл, локализованы на гигантских плазмидах. Лучше всего изучена 220-килобайтовая плазмида Sh. flexneri субтипа 2а, хотя и другие виды шигелл также располагают плазмидами подобного типа. Сходные плазмиды обнаружены и у некоторых штаммов E. coli (см. «Эшерихии»), что говорит о подвижности вирулентных плазмид среди энтеробактерий. Хотя на сегодня идентифицирована лишь часть генов вирулентности шигелл, можно сформулировать ряд общих закономерностей вклада в вирулентность плазмидных и хромосомных генов. Плазмида содержит примерно 20 генов, кодирующих аппарат секреции III типа, через который шигеллы запускают в клетки не менее 25 белков. Большинство структурных генов, необходимых для адгезии, инвазии и межклеточного распространения, локализованы на вирулентной плазмиде. Хромосомные гены тоже участвуют в инвазии шигелл, но это скорее регуляторные, чем структурные сигналы. Хромосома отвечает за внутриклеточный рост и размножение шигелл, а также за продукцию липополисахаридного эндотоксина и токсина Шига (Sh. dysenteriae). В целом можно говорить о том, что гены, принимающие участие на более поздних стадиях шигеллеза, имеют хромосомную природу; бесплазмидные мутанты лишены вирулентности. С плазмидами, несущими транспозоны антибиотикорезистентности, связана приобретенная устойчивость к антибиотикам (см. «Антибиотики»), которая сыграла трагическую роль в эпидемических вспышках дизентерии в Центральной Америке и Мексике в конце 1960-х — начале 1970-х гг.
Ведущим в диагностике шигеллеза остается культуральный метод. Обследованию подвергают испражнения больного. Так как шигеллы быстро гибнут в фекалиях, посев делают тотчас на агар либо на селенитовую транспортную среду (задерживает рост кишечной палочки и других комменсалов) для сохранения жизнеспособности бактерий. Исследуют лактозонегативные колонии, проверяя их ферментативные (безгазовая ферментация глюкозы, отсутствие ферментации сахарозы, образования сероводорода, индола, уреазной активности, подвижности) и антигенные свойства. И все-таки, несмотря на такие предосторожности, чувствительность метода варьирует от 20 до 80%. Для подтверждения используют серодиагностику — реакцию непрямой гемагглютинации эритроцитов, покрытых О-антигенами Sh. flexneri и Sh. sonnei. Учитывают минимальный диагностический титр антител (1:200) либо их нарастание в ходе болезни. Метод имеет ретроспективное значение: положительный результат может быть получен в конце первой недели заболевания. Разработаны экспресс-методы диагностики шигеллеза (иммунофлюоресценция мазков из фекалий, иммуноферментное выявление специфических антигенов, полимеразная цепная реакция для определения шигеллезных генов и др.). Они лишь дополняют, но не заменяют культурального анализа. То же самое можно сказать и о присутствии в стуле лейкоцитов. Их наличие говорит лишь об инвазивной диарее и может быть полезным диагностическим индикатором. Для клиники заключение о выделении определенного вида (серогруппы) шигелл является достаточным. Но для эпидемиологических целей культуры требуется изучить глубже, чтобы отдифференцировать штаммы одного вида и даже одного серотипа. С целью определения эпидемиологических маркеров применяются колицинотипирование (особенно для Sh. sonnei), фаготипирование, изучение плазмидного профиля, анализ полиморфизма рестрикционных фрагментов ДНК, пульсовый гель-электрофорез, риботипирование. С помощью этих методов удается установить тонкие свойства выделенных культур, сделав заключение об их происхождении в каждом конкретном случае.
Наиболее эффективными из современных антишигеллезных препаратов являются фторхинолоны. Следует, однако, помнить, что целесообразность их назначения определяется тяжестью заболевания. То же самое можно сказать и о назначении регидратационной и дезинтоксикационной терапии.
Специфической вакцинации не проводится, так как нет лицензированных вакцин, разрешенных к применению на человеке. Главной задачей является получение живой аттенуированной вакцины, которая при пероральном приеме будет создавать местный иммунитет кишечника. В этой связи возрос интерес к возможности использования парциальных антигенов шигелл для получения антиадгезивных и антиинвазивных антител. Такие препараты проходят испытания в экспериментальных системах, но окончательное заключение может дать только проверка на людях, так как ни одна из моделей на животных не воспроизводит дизентерии у человека.