Антигены и факторы патогенности холерного вибриона (V. cholerae)

а) Антигены холерного вибриона. Холерные вибрионы имеют О — соматический (термостабильный) и Н — жгутиковый (термолабильный) антигены.

О-антиген расположен в клеточной стенке вибриона. Основой его является альфа-липополисахаридный комплекс клеточной стенки. Н-антиген является неспецифическим, общим для всего рода Vibrio.

A.D. Gardner, K.V. Venkatraman (1935) обнаружили в вибрионах видовые термостабильные О-антигены: I, II, III, IV, V и VI. Из них OI-антиген является видовым для холерных вибрионов. В результате исследований Barrows с соавт. (1946) была предложена антигенная формула для холерного вибриона. Они обнаружили, что OI-антиген холерного вибриона имеет сложную структуру и состоит из 13 компонентов, которые были обозначены буквами латинского алфавита: А, В, С и т.д.

Антиген А является группоспецифическим и характерен для всех холерных вибрионов, составляющих OI серогруппу, по Gardner и Venkatraman. Антиген В соответствует серовару Огава, т.е. серовар Огава имеет комбинацию АВ. Антиген С определяет особенности антигенной структуры Инаба, т.е. серовар Инаба имеет комбинацию АС. Серовар Гикошима соответствует формуле АВС, нестабилен и может переходить в один из основных — чаще в Огава.

Схематически антигенную структуру холерного вибриона можно представить так:

Антигены и факторы патогенности холерного вибриона (V. cholerae)

Таким образом, все серовары (Огава, Инаба, Гикошима) относятся к одной 01 серогруппе. Модификации в структуре О-ангигена, прежде всего липополисахарида (ЛПС) с редукцией полисахаридных цепей, обусловливают переход холерных вибрионов в R-вариант. Известны факты обнаружения в воде поверхностных водоемов холерных вибрионов, агглютинирующихся только R0 холерной сывороткой.

б) Факторы патогенности холерного вибриона. Р. Кох после открытия возбудителя холеры (1883) высказал предположение, что холерные вибрионы продуцируют токсин, ответственный за основной патогенетический синдром при холере. Это предположение подтвердилось только в 1959 г., когда было показано, что диарейный синдром при холере может быть вызван бесклеточными фильтратами холерных вибрионов.

Экзотоксическую природу холерогена (СТ, cholera toxin) доказали Finkelstein с соавт. (1964-1968), разработавшие методы получения и очистки этого токсина из фильтратов культур холерных вибрионов.

К настоящему времени холерный токсин изучен довольно полно. Он представляет собой мультимерный термолабильный белок, состоящий из одной А-субъединицы (мол. массой 27 кД) и В-субъединиц (мол.массой 11,6 кД). Субъединица А содержит два пептида А1 и А2, а субъединица В состоит из пяти ковалентно связанных цепей и имеет высокую степень сродства с олигосахаридными остатками ганглиозида GM1.

Показано, что холерный токсин после выхода из бактериальной клетки связывается с кишечной клеткой-мишенью посредством взаимодействия В-субъединицы с ганглиозидами GM1, расположенными на внешней поверхности мембраны клеточной стенки. Часть субъединицы А отщепляется ферментом протеазой и проходит через мембрану клетки кишечника. Эта часть, являющаяся пептидом А1 холерного токсина, обладает НАД-гликогидролазной и АДФ-рибозилтрасферазной активностью.

В результате АДФ-рибозилирования GS белка ГТФ-системы происходит снижение ГТФазной активности и возрастание активности аденилатциклазы. В клетке-мишени повышается уровень циклического аденозинмонофосфата, что сопровождается гиперсекрецией жидкости и ионов натрия и калия.

К основным факторам патогенности холерных вибрионов относятся адгезины, благодаря которым вибрион способен прикрепляться к гликокаликсу эпителиальных клеток тонкой кишки. Адгезивность обеспечивает вибриону защиту от перистальтики и дает возможность размножаться в непосредственной близости от эпителиальных клеток-мишеней и тем самым колонизировать тонкий кишечник. Определенный вклад в этот процесс вносит подвижность холерных вибрионов благодаря положительному хемотаксису, направленному к клеткам-мишеням.

Известен эндотоксин холерных вибрионов, представляющий собой термостабильный липополисахарид низкой токсичности, к которому, как и к холерному токсину, в организме человека вырабатываются антитела.

Определенную роль в реализации патогенных свойств возбудителя играют ферменты аденилатциклаза, нейраминидаза, липаза, муциназа и ряд других, участвующих в разрушении защитного слоя слизи, повреждении мембран энтероцитов, прикреплении холерных вибрионов к слизистой кишечника на этапе адгезии и колонизации.

Описан ряд других, кроме СТ-токсина, кодируемого ctx-геном, токсинов холерных вибрионов, набор и экспрессия которых неодинакова у разных штаммов. Известны ZOT- и ACE-токсины (zonula occludenc toxin и accessory cholera enterotoxin, англ.), обладающие биологической активностью по отношению к эукариотическим клеткам; цитотоксический комплекс RTX; цитотоксический фактор Cef; термостабильный токсин St; NCT (novel cholera toxin, англ.) и NMDCY (non membrane damaging cytotoxin, англ.) токсины; шига-подобный токсин Shb и No7 (novel toxin) токсин.

Их роль в патогенезе холеры, обусловленной как токсигенными, так и атоксигенными штаммами холерных вибрионов, требует дополнительного изучения. В то же время показано, что эпидемические (ctx+) штаммы холерных вибрионов отличаются от неэпидемических (ctx-) присутствием в их геноме кассеты вирулентности (СТХ φ с генами ctx, zot и асе), островов патогенности VP1 (с генами tcpA, fidА, toxT) и VPI-2 (с геном nan H), филаментозного фага RSIφ (с геном rstC).

Менее подробно изучены факторы патогенности у гемолиз-положительных холерных вибрионов. Гемолитические холерные вибрионы, реализуя факторы патогенности (в основном токсического характера) в организме человека, являются причиной диареи, не имеющей тенденции к широкому эпидемическому распространению.

В практическом отношении маркерами неэпидемических холерных вибрионов являются их способность гемолизировать эритроциты барана (Hly+) и неспособность продуцировать энтеротоксин, так как в геноме данных микроорганизмов отсутствует ген токсинообразования (ctx-), а эпидемических - отсутствие гемолитической активности в отношении эритроцитов барана (Hly-) и энтеротоксигенность, которая кодируется геном токсинообразования (ctx+).

Таким образом, штамм неэпидемического холерного вибриона эльтор или O139 «Бенгал» обозначается как:

- V. cholerae O1 biotype eltor, серотипы Ogawa, Inaba, Hikojima (Hly+, ctx-), вызывает неэпидемическую холеру эльтор;

- V. cholerae O139 «Бенгал» (Hly+, ctx-) вызывает неэпидемическую холеру «Бенгал», а эпидемического штамма как:

- V. cholerae O1 biotype eltor, серотипы Ogawa, Inaba, Hikojima (Hly-, ctx+), вызывает эпидемическую холеру эльтор;

- V. cholerae 0139 «Бенгал» (Hly-, ctx+) вызывает эпидемическую холеру «Бенгал».

Среди штаммов классического (азиатского) холерного вибриона гемолитических вариантов не выявлено; все они относятся к эпидемическому варианту и потому обозначаются без указания маркеров эпидемичности: Vibrio cholerae O1, biotype cholerae.

в) Резистентность. Холерные вибрионы погибают при температуре 60°С в течение 5 мин, при кипячении — мгновенно, очень чувствительны к прямым солнечным лучам, высушиванию, кислой среде. Хорошо переносят низкие температуры. Во льду сохраняются несколько месяцев. Легко инактивируются обычными концентрациями дезинфицирующих средств. Изначально холерный вибрион чувствителен к тетрациклину, доксициклину, левомицетину, фторхинолонам, но с начала 90-х гг. XX века стали появляться устойчивые к тетрациклину (но не к доксициклину!) штаммы.

г) Патогенез. Возбудители холеры — V. cholerae O1, biotype cholerae, biotype eltor (Hly-, ctx+), V. cholerae 0139 «Бенгал» Hly-, ctx+ — проникают в организм человека через рот с инфицированной водой или пищей. Пройдя с пищевым комком в желудок, они попадают в тонкий кишечник, активно размножаются, колонизируя верхний его отдел. Часть вибрионов погибает, их токсическая субстанция — эндотоксин — воздействует на слизистую тонкой кишки. Размножающиеся вибрионы выделяют токсин — холероген, который оседает на клеточных рецепторах — ганглиозидах Gm1 клеток эпителия.

Токсин проникает внутрь клетки, активизируя фермент аденилатциклазу, нарушает соотношение аденилатциклазы и гуанилатциклазы, что приводит к гиперсекреции клетки. Развивается изотоническая диарея. Потери жидкости с испражнениями и рвотными массами за короткий срок достигают объемов, не встречающихся при диареях другой этиологии. Как следствие дегидратации развиваются нарушение гомеостаза, гиповолемия, гипоксия, тромбогеморрагический сидром и острая почечная недостаточность.

- Читать далее "Клинические проявления холеры и степени обезвоживания по Покровскому"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 9.1.2020

Остались вопросы или замечания?

Все размещенные статьи преследуют образовательную цель и предназначены для лиц имеющих базовые знания в области медицины.
Без консультации лечащего врача нельзя применять на практике любой изложенный в статье факт.
Жалобы и возникшие вопросы просим присылать на адрес statii@dommedika.com
На этот же адрес ждем запросы на координаты авторов статей - быстро их предоставим.