Слайд 1Микробиология холеры
Врач-бактериолог лаборатории холеры Пономарева А.С.
Слайд 2
Холе́ра (от древнегреческого χολή «желчь» и ῥέω «теку»)
Холера – острая инфекционная болезнь с диарейным синдромом, фекально-оральным механизмом
передачи возбудителя, водным, пищевым и контактно-бытовым путями распространения инфекции.
Слайд 3История открытия холерных вибрионов
Древние тексты описывающие холеру
500-400 лет до н.э.- упоминания
на Санскрите
500 лет до н.э.- Гиппократ
200 лет н.э. - Гален
900 лет н.э.- Рази, Исламский врач
Санскрит, арабские и китайские тексты, написанные около 2000 лет назад
Слайд 41854 г. Филлипо Пачини, монография «Микроскопические исследования и паталого-анатомические заключения по
азиатской холере».
1854 -1855 гг. Джон Сноу, работы по эпидемиологии холеры
1883 г. Роберт Кох выделил возбудителя в чистой культуре, описал его свойства, рекомендовал среды для выращивания вибриона
1984 г. Юридическая секция Международной комиссии по бактериологической номенклатуре вынесла решение называть холерный вибрион «Vibrio cholerae Pacini, 1854»
История открытия холерных вибрионов
История открытия холерных вибрионов
Слайд 7В соответствии с определителем Берджи холерные вибрионы включены в Класс, y-
Proteobacteria, семейству Vibrionaceae, родуVibrio, виду cholerae, который включает как патогенные, способные вызывать заболевания, склонные к эпидемическому и пандемическому распространению, так и не патогенные, безопасные для человека или обусловливающие спорадические случаи диарей. Возбудитель Vibrio cholerae относится ко II группе патогенности
Известно более 200 серологических групп холерных вибрионов, из которых лишь холерные вибрионы О1 серогруппы (классического – V. cholerae cholerae и эльтор – V. cholerae eltor биоваров) и О139 серогрупы (V. cholerae O139) являются возбудителями эпидемической холеры
Слайд 8Семейство Vibrionaceae
Shewan and Veron, 1965
Типовой род Vibrio
Pacini, 1854
Типовой вид
Vibrio cholerae
45 видов
вибрионов, в т.ч. патогенных для человека:
V. alginolyticus;
V. cincinnatiensis;
V. damsela 2);
V. fluvialis;
V. furnissii;
V. harveyi;
V. hollisae;
V. metschnikovii;
V. mimicus;
V. parahaemolyticus;
V. vulnificus
Серогруппы
Vibrio cholerae
Другие роды:
Aeromonas
Kluyver et Van Niel, 1936;
Enhydrobacter
Staley et al,1987;
Photobacterium Beijerinc,1889;
Plesiomonas
Habs et Schubert, 1962
О1
О139
non
O1/O139
Возбудители гастроэнтеритов и системных инфекций
V. cholerae O2-O138; O140-O206
(по международной классификации)
V. cholerae O2-O83
(по отечественной классификации) 3)
Биовары V.cholerae O1
Серовары:
Inaba,
Ogava,
Hikojima
V. cholerae cholerae
V. cholerae
eltor
Слайд 10Холерные вибрионы грамотрицательные аспорогенные полиморфные прямые или слегка изогнутые палочки, варьирующие
в размерах (0,2-0,6 мкм в ширину и 1,5-3,0 мкм в длину), с одним полярно расположенным жгутиком, благодаря которому очень подвижны.
Слайд 11Холерные вибрионы хорошо растут на щелочных питательных средах pH 7,6-8,6, Оптимальная
температура выращивания – 35-38ºC. На щелочных жидких питательных средах - мясо-пептонном бульоне (МПБ) и 1% пептонной воде (ПВ) – через 3-5 ч инкубирования при 37ºC наблюдается образование нежной пленки на поверхности и равномерное помутнение среды.
В полужидком (0,3%) агаре –равномерный рост во все стороны от укола, достигающийчерез 24-36 часов стенок пробирки.
На пластинках щелочного мясо-пептонного агара (МПА) холерные вибрионы в типичной S-форме через 16-18 ч культивирования образуют гладкие, плоские, прозрачные, влажные с ровным краем колонии.
На элективной среде TCBS (Thiosulfate Citrate Bile Salts Sucrose Agar) на зеленом фоне среды колонии вибрионов круглые, гладкие с ровным краем, плоские, желтого цвета.
Могут встречаться атипичные колонии – шероховатые (R-форма) и мукоидного типа, представляющие собой измененные формы холерного вибриона.
Слайд 12Холерные вибрионы обоих биоваров (V. cholerae cholera и V. cholerae eltor)
имеют общий О-антиген, относятся к О1 серологической группе и представлены тремя сероварами: Огава, Инаба и Гикошима.
Серовар Гикошима представляет собой разнопроцентную смесь сероваров Огава и Инаба.
Принадлежность культур V. cholerae к О1 серогруппе определяется по результатам их агглютинации видоспецифической холерной сывороткой О1. Вариантоспецифичность культуры устанавливается по результатам РА с холерными сыворотками Огава и Инаба. Холерные вибрионы, реагирующие в одинаковых титрах с сыворотками обоих серовариантов – Инаба и Огава, относятся к серовару Гикошима.
Вибрионы О139 серогруппы по своим морфологическим и биохимическим свойствам не отличаются от вибрионов О1 серологической группы. Единственным отличием является агглютинация О139 сывороткой.
Слайд 13 Кишечная инфекция с тяжелой диареей вызванной холерным токсином вибриона
Что такое
холера?
Слайд 14Растет в соленой и пресной воде
Может выжить и размножаться в солоноватой
воде путем заражения веслоногие и ракообразные
Известно более 200 серогруп, основанных на O-антиген
В основном только O1 и O139 группы могут быть токсигенными и являться причиной заболевания холерой
Два биотипа O1 серогруппы – классический и Эль-Тор
V. cholerae
Слайд 15Передается фекально оральным путем
Эндемичные страны - Индия и Бангладеш
Может
сохраняться в моллюсках или планктоне
7 пандемии с 1817 г.: первые 6 вызваны классическим биоваром холерного вибриона, 7 пандемия- биовар Эльтор
В 1993 г. холера появляется в Бенгалии, и вызвана она холерным вибрионом биовара Эльтор, O139 серогруппы – и некоторыми авторами характеризуется как начало 8 пандемии.
Слайд 16Холерные вибрионы, как и другие представители родаVibrio:
ферментируют до кислоты глюкозу в
аэробных и анаэробных условиях,
декарбоксилируют лизин и орнитин,
не обладают дигидролазой аргинина,
относятся к 1ферментативной группе Хейберга-Смита,
расщепляют до кислоты сахарозу, маннозу, маннит, и не разлагают арабинозу.
Вибрионы разжижают желатину, казеин, фибрин;
вырабатывают лецитиназу, липазу, нейраминидазу, хитиназу, пенициллиназу, индофенолоксидазу, лизин- и орнитиндекарбоксилазы, нитратредуктазу, ß-галактозидазу.
Слайд 17
нация
Ферменация глюкозы
V.cholerae в аэробных
и анаэробных условиях
(среда Хью-Лейфсона).
Ферментация
V.cholerae аминокислот лизина, орнитина и аргинина на бульоне Мюллера с аминокислотами.
Ферментация сахаров V.cholerae на средах Гисса.
Слайд 18Видовая принадлежность микроорганизмов рода Vibrio определяется на основании их биохимической активности.
Кроме того, с этой целью применяются ускоренные методы идентификации, в т.ч. анализ профиля константных белков микробной клетки с использованием
-MALDI-ToF масс-спектрометрии
-Микрообъемная биохимическая идентификация с использованием API-тестов
ПЦР.
Слайд 19Типичные штаммы холерных вибрионов в S-форме агглютинируются видо- и вариантоспецифической сыворотками
не меньше, чем до 1/2 титра.
Культуры в R-форме взаимодействуют с холерной RO-сывороткой, при этом агглютинация с видоспецифической холерной сывороткой О1 серогруппы снижена или отсутствует совсем.
При выделении атипичных культур проводятся дополнительные исследования.
Штаммы, агглютинирующиеся диагностическими сыворотками О1, RО, Инаба, Огава ниже 1/2 титра или агглютинирующиеся только RО сывороткой (с полной или частичной утратой способности лизироваться диагностическими холерными бактериофагами) изучаются в тестах, определяющих их принадлежность к роду Vibrio
Слайд 20Слабо агглютинирующиеся холерной О1 сывороткой и фагорезистентные культуры подлежат исследованию в
реакциях непрямой гемагглютинации (РНГА), иммобилизации вибрионов (РИВ), полимеразной цепной реакции (ПЦР), флюоресцентно-серологическим методом (МФА), или адсорбцией по Кастеллани.
Культура, агглютинирующаяся сывороткой О139, относится к V. cholerae О139 серогруппы. Если культура не агглютинируется холерными сыротками О1, О139, но по совокупности признаков относится к виду холерных вибрионов, проводится ее изучение в реакции агглютинации с набором диагностических холерных сывороток О2-О83 серогрупп по отечественной классификации. Кроме того, штаммы V. cholerae не О1/О139 серогрупп подвергают типированию бактериофагами диагностическими холерными ТЭПВ 1-7.
Энтеропатогенные холерные вибрионы не О1/О139 групп относятся преимущественно к О2, О5, О6, О8, О9, О14, О17, О22, О24, О28, О34, О36, О41, О42, О47,О50 серогруппам и, как правило, лизируются фагами ТЭПВ 1, 4, 7.
Для определения принадлежности вибрионов к галофильной группе проводятся дополнительные исследования с разным процентным содержанием NaCl в питательной среде.
Хранение культур вибрионов проводится в лиофилизированном (высушенном) состоянии, так же возможен хранение при температуре -70 ⁰С в жидкой среде под глицерином
Слайд 21Основными признаками дифференциации биоваров холерных вибрионов являются проба с холерными диагностическими
фагами классическим и эльтор, реакция агглютинации с куриными эритроцитами или эритроцитами морской свинки, тест на чувствительность к 50 ед/мл полимиксина В и образование ацетилметилкарбинола в реакции Фогес-Проскауэра.
Слайд 22Биологические свойства холерных вибрионов
Слайд 23Факторы патогенности V.cholerae
Подвижность и хемотаксис. С помощью этих двух свойств вибрион
преодолевает слизистый слой и вступает во взаимодействие с эпителиальными клетками;
Факторы адгезии и колонизации спомощью которых вибрион прилипает к микроворсинкам и колонизирует слизистую оболочку тонкого кишечника;
Ферменты: муциназа, нейраминидаза, лецитиназа и другие способствуют адгезии и колонизации, так как разрушают вещества, входящие в состав слизи;
Экзотоксин-холероген является главным фактором патогенности V.cholerae и обуславливает патогенез холеры. Молекула холерогена имеет молекулярную массу 84 кДа и состоит из 2-х фрагментов – А и В. Собственно токсическую функцию выполняет пептид А;
Помимо холерогена, холерный вибрион синтезирует и выделяет фактор, повышающий проницаемость капилляров;
Эндотоксин, представляющий собой липополисахарид. Он обладает сильным эндотоксическим действием.
Слайд 24Основные звенья патогенеза холеры
холероген мембранотоксин эндотоксин
активация стимуляция продукции повышение прониц. воздей-е
аденилатциклазы простогландинов мембран энтероцитов на слиз.
и капилляров желудка
Обильная водянистая диарея обильная рвота
из кишечника
и желудка,
рвота
«фонтаном»
Развитие обезвоживания с выраженной потерей электролитов
дегидратация замедление тока нарушение гипокалиемия,
тканей крови гемодинамики гипонатриемия
Судороги, цианоз, гиповолемический шок, острая почечная недостаточность
Слайд 26Вирулентные факторы
Токсины и ферменты
- термостабильный эндотоксина
- энтеротоксинов (экзотоксин [Холерный токсин
CT])
CT антигенно и фармакологически идентичны во всех серо и биотипах
Патогенез V. cholerae
Слайд 28Структура холерного токсина
After cleavage, the A1 and A2 polypeptides remain linked
by a disulphide bond.
A и B подразделения связаны через C-конечная Субблок А2, который вводится через Центральный поры B пентамера.
Слайд 29Биологическая активность CT зависит от привязки B пентамера для конкретных рецепторов
GM1 Ганглиозиды.Биологическая активность CT зависит от привязки B пентамера для конкретных рецепторов GM1 Ганглиозиды.
Как работает холерный токсин
Internalization is initiated once CT-GM1 complexes cluster which then invaginate to form apical endocytic vesicles.
Слайд 30Как работает холерный токсин?
Эти пузырьки введите сотовой оборота путей, ведущих к
Транс Гольджи сети (TGN). Токсин затем перемещает Ретроградная через бачок Гольджи ER. Однажды в ER, CT обрабатывается для того чтобы активировать А1 пептид, который затем целей базолатеральной мембраны (гетеротримерные ГТФазы и аденилатциклазы (переменного тока)).
Слайд 31Аденилатциклаза (AC) активируется обычно регламентационный протеин (ОО) и ГТУ; Однако активация
обычно краткие, потому что другой регламентационный протеин (Gi), гидролизует ГТФ.
NORMAL CONDITION
Как работает холерный токсин?
Слайд 32A1 фрагмент катализирует приверженность регламентационный протеин, образуя Gs-ADPR, от которого нельзя
гидролизованный GTP АДФ-рибоза (ADPR). Так как гидролиз ГТФ является событием, которое инактивирует аденилатциклаза, фермента остается постоянно активированным.
Как работает холерный токсин
Слайд 33Таким образом чистый эффект токсин является причиной лагерь производится на аномально
высокий уровень, который стимулирует мукозные клетки перекачивать большие объемы Cl - в кишечного содержимого.
Как работает холерный токсин?
Слайд 34H2O, Na + и других электролитов следовать за счет осмотического и
электрические градиенты, вызванные потерей Cl. Потерянные H2O и электролитов в слизистой клетки заменяются из крови. Таким образом токсин поврежденные клетки становятся насосы для воды и электролитов, вызывая диарею, потеря электролитов и обезвоживания, которые характерны для холеры.
How Does Cholera Toxin Work?
Как работает холерный токсин
Слайд 35 Инактивирует ГТФазы функция G-протеин рецепторов в кишечных клетки белки G
застрял в «На «позиции 100 раз увеличение в лагере активация ионных каналов потока ионов и воды следует
How Does Cholera Toxin Work?
Как работает холерный токсин
Слайд 38Стрептомицин (300 мкг) Sm
Ампициллин (10 мкг) Am
Хлорамфеникол (30 мкг) Ch
Ципрофлоксацин (5
мкг) Cp
Гентамицин (10 мкг) G
Канамицин (30 мкг) К
Фуразолидон (300 мкг) Fr
Тетрациклин (30 мкг) T
Рифампицин (5 мкг) Rif
Триметомприм –
Сульфаметоксазол (1,25/23,75 мкг) Со
Триметомприм (5 мкг) Т
Вибриостатический агент (150 мкг) О/129
Чувствительность к следующим препаратам с помощью диско-диффузионного метода :
Слайд 39V.cholerae O1 № И-1337 ( г. Владивосток, 1999 г.)
V.cholerae O139 №180
( г. Новосибирск,1998 г.)
Слайд 40За последние 10 лет в изучении молекулярной биологии холерного вибриона произошли
значительные события:
- открытие филаментозного фага, кодирующего холерный токсин
- определение 2-х хромосомной структуры генома холеры
- расшифровка полной геномной последовательности V.cholerae
Слайд 41В 2000г. Публикация полной геномной последовательности холерного вибриона, открыла новую страницу
в изучении данного микроорганизма.
Heidelberg JF, Eisen JA, Nelson WC, Clayton RA, Gwinn ML,
Dodson RJ, Haft DH, Hickey EK, Peterson JD, Umayam L, et al.:
DNA sequence of both chromosomes of the cholera
pathogen Vibrio cholerae. Nature 2000, 406:477-483
Слайд 42Геном холерного вибриона состоит из двух кольцевых хромосом
Слайд 43 Патогенные (эпидемически опасные) штаммы холерного вибриона характеризуются способностью
продуцировать термолабильный холерный энтеротоксин (холероген) – основной фактор вирулентности микроорганизма, кодируемый генами ctxAB, входящими в состав интегрированного в хромосому филаментозного бактериофага CTX. По структуре гена субъединицы В (ctxB) выделяется ряд генотипов холерного токсина, в частности сtxB1 (специфичный для классического биовара), ctxB3 (специфичный для биовара эльтор). В последние годы обнаружены атипичные варианты вибриона эльтор с измененным геномом: фенотипически они соответствуют биовару эльтор, но содержат в геноме классическую аллель гена холерного токсина – ctxB1. Кроме того, эпидемически опасные штаммы холерного вибриона формируют токсин-корегулируемые пили адгезии (ТСР), играющие основную роль в адгезии и колонизации вибрионом слизистой оболочки тонкого кишечника. Биосинтез токсин-корегулируемых пилей находится под контролем кластера генов tcp, входящего в состав «острова патогенности» VPI.
Слайд 44
Эпидемически опасные штаммы холерного вибриона содержат профаг CTXφ, внедренный в attRS
сайт хромосомы. Профаг CTXφ размеом 6,9 т.п.н. имеет две области коровую и RS2.
Слайд 45Двух компонентный токсин V.cholerae
Токсический регион выделен красным, участок связывания- синим
цветом