В настоящее время род Escherichia объединяет 5 видов: Е. coli, Е. blattae, Е. hermanii, Е. vulneris и Е. fergusoni. Естественным местом обитания эшерихий является толстый кишечник человека, млекопитающих животных, многих птиц, пресмыкающихся, рыб, насекомых; могут находиться в генитальном тракте у женщин. С испражнениями попадают во внешнюю среду: почву, воду, а также на овощи, фрукты, возможна контаминация молока и других продуктов. Рассматриваются как показатель фекального загрязнения водных источников, питьевой воды и пищевых продуктов. Эшерихии мелкие подвижные и неподвижные грамотрицательные палочки. Размеры бактериальной клетки (0,5-0,6) х (1,0-2,0) мкм. В мазках из патологического материала и культур, выращенных на питательных средах, располагаются хаотично. Спор не образуют. Нередко имеют капсулу. Подвижные особи имеют перитрихиальное расположение жгутиков.

Обладают пилями (фимбриями) различного типа. Антигенная структура Е. coli довольно сложна, у этих бактерий обнаружено много различных антигенов. Антигенно-диагностическая схема базируется на определении О-, Н- и К-антигенов. К настоящему времени описано более 170 соматических О-антигенов, около 100 разновидностей К-антигена и более 50 Н- (жгутиковых) антигенов. О-, К- и Н-антигены имеют сложный факторный состав, чем обусловлены перекрестные реакции по О-антигену внутри вида и между О-антигенами Е. coli и Citrobacter, Klebsiella, Providencia, Salmonella, Shigella и Yersinia. Для уропатогенных эшерихий важное значение имеют Р-фимбрии, которые специфически связываются с рецепторами уроэпителиальных клеток человека.

а) Физиологические свойства. Эшерихии хорошо растут на простых питательных средах, они факультативные анаэробы, так как способны расти благодаря процессам ферментации в анаэробных условиях; в аэробных условиях отдается предпочтение окислительно-ферментативному (OF) типу. Углеводы утилизируют по ферментативному типу. Конечными продуктами ферментативной реакции являются молочная кислота, муравьиная кислота, уксусная кислота, янтарная кислота, Н2, CO₂, этиловый спирт.

б) Культуральные свойства. На плотных питательных средах эшерихии образуют разной величины плотные, выпуклые, гладкие (S-формы) или шероховатые (R-формы) колонии. Можно встретить образование крупных слизистых колоний у штаммов с выраженными К-антигенами. На дифференциальных средах типа Эндо лактозоположительные Е. coli образуют темно-красные с металлическим блеском или без него, розовые с красным центром колонии. Лактозоотрицательные штаммы образуют светло-розовые колонии, иногда с бесцветным ободком, некоторые полупрозрачные, напоминающие колонии шигелл и сальмонелл. В жидких средах наблюдается диффузный рост, возможно образование осадка либо пленки на поверхности среды. Могут расти при широком температурном диапазоне: от 15 до 45°С. Оптимум роста 37°С, pH — нейтральный (7,0-7,2). При культивировании на кровяных средах некоторые штаммы могут вызывать гемолиз.

в) Биохимическая активность. Эшерихии обладают выраженной ферментативной активностью, способны ферментировать с образованием кислоты и газа или только кислоты, многие углеводы и многоатомные спирты, утилизируют ацетат, дают положительную реакцию с метиловым красным, не образуют ацетилметилкарбинола (отрицательная реакция Фогеса-Проскауэра), большинство штаммов имеют лизин-декарбоксилазу; Е. coli не утилизируют цитрат в качестве единственного источника углерода, не содержат деаминаз аминокислот, уреазы, желатиназы, не утилизируют малонат, не растут в средах с добавлением KCN.

Для дифференциации Е. coli от других видов эшерихий по биохимическим свойствам можно использовать совокупность следующих тестов: способность образовывать индол, декарбоксилировать орнитин, ферментировать сахарозу, адонит, сорбит, целлобиозу, утилизировать малонат натрия, наличие желтого пигмента.

г) Устойчивость к факторам внешней среды. Эшерихии довольно устойчивы к воздействию факторов внешней среды, могут сохраняться во внешней среде до нескольких месяцев. Сравнительно быстро погибают при воздействии применяемых дезинфицирующих средств. Температура 55°С губит бактерии через 1 час, при нагревании до 60°С Е. coli погибают через 15 мин.

д) Факторы патогенности. Е. coli очень часто выделяют в клинических микробиологических лабораториях. Эти бактерии — важная причина как кишечных, так и вне-кишечных заболеваний. Одновременно Е. coli — представитель нормальной микрофлоры кишечника. Факторы патогенности диареегенных эшерихий представлены ранее во второй Книге Руководства «Частная медицинская микробиология». Что касается факторов патогенности эшерихий, вызывающих внекишечные формы инфекционных процессов, то, как и у всех патогенных энтеробактерий, их подразделяют на 4 группы:
(1) факторы, определяющие взаимодействие бактерий с эпителием;
(2) подавляющие гуморальные и клеточные механизмы защиты макроорганизма,
(3) токсины и токсические продукты и (4) бактериальные модулины, ассоциированные с развитием иммунопатологии.

Факторы патогенности первой группы — это различного рода адгезины. У уропатогенных Е. coli обнаружены как маннозочувствительные (I типа), так и маннозарезистентные фимбрии (Р- и S-типов). Факторы второй группы обеспечивают возможность размножения патогенных бактерий в организме хозяина, к которым относятся различные секретируемые токсические, часто ферментативно активные вещества (различного типа гемолизины, протеазы, лецитиназы, ДНКазы, РНКазы). Так же как и другие патогенные энтеробактерии, некоторые штаммы Е. coli, вызывающие оппортунистические инфекции, способны синтезировать различные экзотоксины, в том числе, токсины, действующие на цитоплазматическую мембрану поражаемой клетки, термолабильные и термостабильиые энтеротоксины, нейротоксины, дермонекротоксины, гемолизины, цилиотоксины и другие, подробно описанные в отдельных статьях на сайте - просим пользоваться формой поиска выше.

Как и все грамотрицательные бактерии, эшерихии, обладают эндотоксином (липополисахаридом), относимым к модулинам, проявляющим патогенетическое действие опосредованно через медиаторы воспаления и иммунитета, стимулируя продукцию и высвобождение провоспалительных цитокинов и хемокинов. Важным для эндотоксина является его распознавание рецептором TLR-4 (англ. Toll-like receptor), передающим сигнал через ядерный транскрипционный фактор кВ (NF-kB, англ. Nuclear Factor карраВ) на генетический аппарат иммунокомпетентных клеток, стимулируя выход цитокинов.

е) Лабораторная диагностика. Известно, что патогенные и непатогенные Е. coli не различаются по ферментативным свойствам, и на средах первичного посева образуют практически одинаковые колонии, поэтому поиск и выделение патогенных и условно-патогенных эшерихий проводят одинаково также как и для других энтеробактерий. Материалом для исследования являются гнойное отделяемое, спинномозговая жидкость (СМЖ), кровь, фекалии, рвотные массы, моча, пищевые продукты. Фекалии собирают сразу после дефекации с пеленки, из горшка, судна, лотка, предварительно продезинфицированных и хорошо отмытых водой для удаления дезинфектанта, и помещают в стерильную посуду, контейнер с широким горлом и плотно закрывающейся крышкой. Рвотные массы, мочу и т. д. также собирают в стерильную посуду с соблюдением мер, предотвращающих контаминацию материала извне.

Собранный материал не позднее 2 час. должен быть доставлен в лабораторию для исследования. При невозможности соблюдения таких сроков, кроме как для СМЖ, следует использовать консерванты. Наиболее часто используют в качестве транспортного раствора глицериновую смесь (химически чистый глицерин и 0,9 %-ный раствор натрия хлорида). Можно также использовать фосфатно-буферную смесь (pH 7,2) и др. Доставленный материал необходимо по возможности сразу же засеять на соответствующие питательные среды. До момента посева хранить при 4°С.

Первый день: исследуемый материал засевают на чашки со средой Эндо или Плоскирева. Посев производят по 0,1 мл из 10-кратных разведений в 0,1 %-ной пептонной воде. Для посева, как правило, используют три нечетных разведения: 10³, 10⁵, 10⁷. Мочу высевают по общепринятой методике (Приказ М3 СССР № 535 от 1985 года, требующий обновления). Посевы помещают в термостат при 37°С на 18-24 часа.

Второй день: 1) Просматривают чашки, засеянные накануне. 2) Отбирают колонии для дальнейшего изучения. На среде Эндо лактозоположительные Е. coli образуют темно-красные с металлическим блеском или без него, розовые с красным центром колонии; лактозоотрицательные штаммы образуют светло-розовые колонии, иногда с бесцветным ободком, иногда полупрозрачные, напоминающие колонии шигелл и сальмонелл. При наличии однотипных колоний для исследования отбирают не менее 10 колоний, в случае роста разнородных колоний берут 2-3 колонии каждого вида, которые пересевают петлей на скошенный агар и агар Клнглера или другую комбинированную среду для первичной идентификации.

Третий день: Учитывают результаты роста на комбинированной среде: отмечают ферментацию глюкозы (изменение цвета среды в столбике) и наличие газообразования, ферментацию лактозы (реакция учитывается на скошенной части среды), продукцию сероводорода (при положительной реакции появляется черное окрашивание разной интенсивности). Культуры, ферментирующие глюкозу до кислоты и газа, ферментирующие или не ферментирующие лактозу, не продуцирующие сероводорода, подозрительны на принадлежность к роду Escherichia. Культуру со скошенного агара петлей пересевают в полужидкий агар (под пробку этой пробирки помещают индикаторную бумажку на индол), цитратную среду Симмонса, среду с мочевиной, среду с лизином, среды Гисса с адонитом, инозитом, сорбитом, рамнозой, среду Кларка для подтверждения принадлежности выделенных культур к Е. coli.

Четвертый день: 1) Учитывают результаты посевов, сделанных накануне. Ставят реакции Фогеса-Проскауэра и с метиловым красным. В случае выделения Е. coli проводят ее серологическую идентификацию с целью определения серотипа. Для исследования О- и К-антигенов используют суточную культуру на скошенном агаре. Культуры, давшие положительный результат с одной из поливалентных OK-сывороток или OK-иммуноглобулинов, исследуют в реакции агглютинации на стекле с отдельным групповыми OK-сыворотками, входящими в поливалентную, или OK-иммуноглобулинами. Ориентировочный результат с отдельной OK-сывороткой подтверждают в реакции агглютинации на стекле с ОК-иммуноглобулином (живые культуры) и адсорбированными групповым и факторными О-сыворотками (с культурой, прогретой при 100°С в течение 30 минут). После установления OK-группы у подвижных кишечных палочек определяют Н-антиген методом иммобилизации в полужидком агаре.

Пятый день. Учитывают результаты линейной реакции агглютинации и результат определения Н-антигена (подвижности) методом иммобилизации в полужидком агаре. Крупнохлопчатый агглютинат с живой культурой до 1/2 или титра К-антител и мелкозернистый агглютинат с гретой культурой до 1/2 титра О-антител свидетельствуют о принадлежности выделенных кишечных палочек к соответствующей ОК-группе. Н-антиген обозначают по наименованию той Н-сыворотки, добавление которой в полужидкий агар вызвало иммобилизацию (рост только по уколу) бактериальных клеток. По совокупности установленных О-, К- и Н-антигенов определяют серотип выделенного штамма.

При поиске возбудителей парентеральных эшерихиозов исследование проводят обычным бактериологическим методом: определяют вид выделенных эшерихий по биохимическим свойствам с последующим серологическим типированием. При нарушении баланса взаимоотношений между хозяином и микробом, ослаблении защитных сил макроорганизма, формировании условий, способствующих проявлению вирулентных свойств микроба Е. coli могут стать причиной внутрибольничных инфекций, часто урогенитального тракта, тяжелых осложнений у ослабленных лиц.

- Читать далее "Род условно-патогенных сальмонелл (Salmonella): морфология, культуральные, биохимические свойства"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 4.4.2020