Таксономия

Семейство Enterobacteriaceae, род Shigella. Классификация шигелл основана на биохимических свойствах

(ферментация маннита и лактозы) и антигенном строении. Род Shigella включает 4 вида:

Ø S. dysenteriae - 12 сероваров (ГРУППА А);

Ø S. flexneri - 9 сероваров (ГРУППА Б);

Ø S. Boydii - 18 сероваров (ГРУППА С);

Ø S. sonnei - 1 серовар (антигенно однородны) (ГРУППА Д).

Shigella dysenteriae не ферментируют манит и лактозу, представители групп В, С и D манитпозитивны, а S.sonnei медленно (в течение 2 суток) могут сбраживать лактозу.

Морфология

Неподвижные (жгутиков нет) мелкие, короткие, прямые грамотрицательные палочки с закругленными концами размером 0,5-0,7x2-3 мкм, спор и капсулу не образуют. Многие штаммы имеют пили.

Культуральные свойства

Факультативные анаэробы. Хорошо растут на простых питательных средах. На мясо-пептонном агаре образуют круглые, выпуклые, средней величины, полупрозрачные, бесцветные колонии. В жидкой среде вызывают диффузное помутнение.На плотных средах при выделении из организма больного образуются,как правило, S-формы колоний.

На среде Эндо образуют бесцветные колонии. Жидкой средой обогащения является селенитовый бульон. У S. sonnei отмечена при росте на плотных средах S-(1 фаза), R-(2 фаза) диссоциация. Бактерии 1 фазы при пересевах образуют оба типа колоний.

Биохимические свойства

Шигеллы обладают слабой биохимической активностью по сравнению с родами Escherihia и Salmonella.

• не образуют газ при ферментации глюкозы;

• не расщепляют лактозу и сахарозу(за искл. S. Sonnei) ;

• не продуцируют сероводород.

S. dysenteriae не расщепляет маннитол. S. sonnei способен ферментировать лактозу медленно, в течение 72 ч; является наиболее биохимически активным видом, от других видов шигелл S. sonnei можно отличить по биохимическим свойствам, по биохимической активности подразделяется на хемовары.

Шигеллы ферментируют углеводы, с образованием кислоты без газа. Не ферментируют лактозу (только шигеллы Зонне медленно, на 3-5 день расщепляют этот углевод).

Резистентность

Шигеллы плохоустойчивы к воздействию физических, химических и биологических факторов окружающей среды. В воде, почве, пищевых продуктах, на предметах, посуде, овощах, фруктах шигеллы живут в течение 5–14 дней.

Выживаемость шигелл во внешней среде - от нескольких дней до нескольких месяцев. Наиболее неустойчив во внешней среде вид S. dysenteriae. Шигеллы хорошо переносят высушивание, низкие температуры, но быстро погибают под воздействием прямых солнечных лучей и нагревании (при 60 С - через 30 мин, при 100С мгновенно).

Благоприятной средой для шигелл являются пищевые продукты. S. sonnei в молоке и молочных продуктах способны не только длительно переживать, но и размножаться, обусловливая развитие пищевой токсикоинфекции. Дезинфицирующие средства (гипохлориты, хлорамин, лизол и др.) в обычных концентрациях убивают шигеллы. У S. dysenteriae, отмечен переход в некультивируемую форму.

При отсутствии солнечного света, повышенной влажности и умеренной температуре шигеллы сохраняют жизнеспособность в почве до 3 месяцев. В желудочном соке шигеллы могут выживать лишь несколько минут. В пробах кала шигеллы погибают от действия кислой реакции среды и бактерий-антагонистов через 6–10 часов. В высушенном или замороженном кале шигеллы жизнеспособны в течение нескольких месяцев.
Наиболее устойчивым к внешним воздействиям является вид шигеллShigella sonnei, наименее устойчивым — Shigella dysenteriae.

Антигенная структура

Все шигеллы обладают соматическим О-антигеном, в зависимости от строения которого происходит подразделение на серовары. S. flexneri внутри сероваров подразделяется на подсеровары, их серовароспецифические О-антигены детерминируются конвертирующими бактериофагами. S. sonnei обладает антигеном фазы 1, который является К-антигеном(так же имеют некоторые виды (шигеллы Флекснера)).

Антигенный комплекс шигелл включает 2 термостабильных АГ(типовые и групповые)и термолабильные. Термолабильный включает К-антиген. Определение антигенной структуры проводят для окончательной идентификации бактерий.

Факторы патогенности

Все виды шигелл инвазируют слизистую оболочку толстой кишки с последующим межклеточным распространением.  Эта способность связана с функционированием крупной плазмиды инвазии, которая имеется у всех 4 видов шигелл.

1.Факторы, определяющие взаимодействие с эпителием слизистой оболочки(факторы адгезии и инвазии). Вирулентные штаммы шигелл обладают специфическими белками наружной мембраны, синтез которых детерминируется плазмидой. Эти белки взаимодействуют с рецепторами

плазмолемы эпителиальных клеток толстого кишечника и побуждают клетку к захвату шигелл.

2. Факторы, обеспечивающие устойчивость к гуморальным и клеточным механизмам защиты макроорганизма и способность шигелл размножаться в его клетках

3. Шига (ST)- и шигаподобные (SL-T) токсины. Шигатоксин продуцируется S. dysenteriae серовара 1, остальные шигеллы продуцируют шигаподобные токсины. Это белковые токсины, имеющих сродство к рецептору, который локализуется на мембранах эндотелия капилляров; проникнув в клетку, они необратимо блокируют синтез белка. Шига- и шигаподобные токсины накапливаются в периплазматическом пространстве клетки и выделяются в окружающую среду после гибели шигелл.

У шигелл, отличных от S. dysenteriae серовара 1, шигаподобных токсинов вырабатывается в 1000 раз меньше, поэтому ареал действия токсина ограничивается стенкой кишечника. У S. dysenteriae серовара 1 токсин попадает в кровь и наряду с эндотелием подслизистой оболочки поражает также гломерулы почки, вследствие чего, помимо кровавого поноса, развивается гемолитический уремический синдром с почечной недостаточностью.

Эндотоксин защищает шигеллы от действия низких значений рН и желчи.

Все известные виды шигелл синтезируют цитотоксический энтеротоксин, синтез которого детерминирован хромосомными генами. Наиболее выражена способность к продукции этого токсина у S.dysenteriae, 1 (шигелл Григорьева-Шига).

Эпидемиология (этиология)

Шигеллы вызывают заболевания, называемые шигеллезами (старое название - бактериальная дизентерия), которые являются антропонозными инфекциями.

Способ заражения - фекально-оральный.

Путь передачи:

¨ водный – преобладает у шигелл Флекснера;

¨ пищевой – через продукты,преобладает у шигелл Зонне;

¨ контактно-бытовой – особенно для S. dysenteriae

С приобретением S. dysenteriae 1 плазмид, обусловивших множественную лекарственную устойчивость и повышенную вирулентгость). В отличие от других шигелл, S. dysenteriae вызывает длительные эпидемии шигеллеза. Заболевание протекает с тяжелой клинической картиной и часто заканчивается летально. К тому же отмечено более быстрое формирование антибиотикорезистентности, чем у других видов шигелл.

 В развивающихся странах наиболее частыми возбудителями являются S. flexneri и S. dysenteriae серовара 1.

S. sonnei вызывает шигеллез в легкой форме, часто в виде бактерионосительства. Передается в основном алиментарным путем через молочные продукты.

Осложнениями шигеллезов может быть развитие кишечного дисбактериоза. Летальность при шигеллезах достигает 0,3%.