Основний метод - бактеріологічний з ідентифікацією виділеної культури серологічним і, при необхідності, молекулярно-генетичним методом.
Матеріалом для дослідження при ешеріхіозах в залежності від їх форми є фекалії, блювотні маси, сеча, гній, кров, секційний матеріал.
При встановленні діагнозу коли-ентериту посів проводять на диференційно-діагностичні середовища Ендо, МакКонкі або Левіна, виявляють червоні або темно-фіолетові лактозопозитивні колонії. Потім ставлять реакцію аглютинації на склі з полівалентними ОК-сироватками, які містять антитіла до найбільш часто зустрічається сероварам, що викликає коліентеритів. Зазвичай перевіряють не менше 10 колоній з різних чашок.
При позитивному результаті накопичують чисту культуру на скошеному агарі або середовищі Кліглера, Ресселя. З чистою культурою ставлять реакцію аглютинації на склі з моновалентною сироватками, що містять антитіла до певного серовару. Потім ставлять розгорнуту реакцію аглютинації в пробірках з кип'яченою культурою для визначення О-антигену і з живою культурою для визначення К-антигену. Після цього роблять висновок про виділений сероварів.
Одночасно вивчають біохімічні властивості.
Для виділення Ентерогеморрагіческіе кишкових паличок застосовують агар з сорбітолом. оскільки ЕГКП, на відміну від інших ешерихій, сорбітол не ферментує. Крім того, вони не мають ферментом глюкуронідазу, що також використовується в діагностиці.
Для виявлення ентеротоксінов може бути використаний ІФА.
Найбільш специфічним для діагностики захворювань, викликаних діареегеннимі E. сoli. є молекулярно-генетичний метод - різні варіанти ПЛР, молекулярна гібридизація. Ці реакції дозволяють виявити гени патогенності E. сoli. що відповідають за синтез їх цитотоксинов і адгезінов.
Шигельоз (бактеріальна дизентерія) - це інфекційне захворювання, що викликається бактеріями роду Shigella. протікає з переважним ураженням товстого кишечника.
У різних країнах бактеріальна дизентерія становить від 20 до 60% кишкових інфекцій.
Рід підрозділяється на 4 види:
S. dysenteriaе - серогрупи А, 15 сероварів;
S. flexneri - серогрупи В, 8 сероварів;
S. boydii - серогрупи С, 19 сероварів;
S. sonnei - серогрупи D, 1 серовар.
У генетичному відношенні всі види шигел мають більше 90% гомології ДНК як між собою, так і з ешеріхіями. Звідси їх можна віднести до одного геновіду. Однак відмінності в фенотипі, багато в чому обумовлені мобільними елементами генома, призводять до значних відмінностей видів по їх патогенності.
Найчастіше викликають шигельоз бактерії серогруп В і D.
Дрібні, грамнегативні нерухомі палички, мають пили, які забезпечують адгезію; спір не мають, можуть мати мікрокапсулу.
Факультативні анаероби, хемоорганотрофи. Ростуть на простих поживних середовищах в вигляді дрібних, напівпрозорих, безбарвних колоній. Схильні до дисоціації на S- і R-форми. На диференційно-діагностичних середовищах також дають безбарвні колонії, тому що не розщеплюється лактозу. У рідких середовищах S-форми дають рівномірне помутніння, R-форми - придонний осад.
Все шигели менш активні, ніж інші кишкові бактерії.
Вуглеводи ферментують до кислот без газу. Індивідуальні біовари, наприклад - S. flexneri біовар newcastle. здатні утворити невелику кількість газу.
Найменшою ферментативною активністю володіють S. dysenteriae. ферментують лише глюкозу без газоутворення.
Диференціальним біохімічним ознакою є ферментація маніту: S. dysenteriae не розкладається маннит, представники груп В, С, D маннітположітельни.
На відміну від інших видів, S. sonnei можуть повільно протягом декількох днів розкладати лактозу і сахарозу.
Не утворюють H2 S. S. flexneri продукують індол.
Антигенний комплекс шигелл включає О-АГ - липополисахарид клітинної стінки, за яким бактерії діляться на серогрупи і серовар. К-АГ схожий у всіх видів і здатний маскувати О-АГ. Гальмує агглютинацию О-антисироватки, що знімається шляхом кип'ятіння протягом однієї години. Визначення антигенної структури проводять для остаточної ідентифікації бактерій.
Шигели - збудники, що паразитують внутрішньоклітинно. Гени, що кодують комплекс вірулентних властивостей, розташовані в хромосомі і плазмидах.
Всі патогенні штами містять великі плазміди (120 - 140 кБ), що визначають «інвазивний фенотип» шигелл. Білки інвазії кодуються, головним чином, генним локусом ipa / spa (ipa - інвазивні плазмідні АГ).
Цей локус відповідає за освіту структур III типу секреції (інжектісоми і білків інвазії). У шигелл ця система називається секретон III. За допомогою інжектісоми бактерія впорскує білки вірулентності Ipa. Vir і інші всередину клітин. Вони перебудовують внутрішньоклітинний актин і забезпечують потрапляння шигелл в епітелій.
Ведучий фактор вірулентності - екзотоксин (цитотоксин Шига). Він кодується хромосомним stx -геном. Викликає загибель клітин, запалення і приплив рідини в осередок ураження.
Шига-токсин продукується головним чином шигеллами з групи А - S. dysenteriaе.
Токсин складається з двох субодиниць: А і В. Компонент В забезпечує зв'язування токсину з гліколіпідним Gb3-рецептором на мембранах. Компонент А (фермент з глікозідазной активністю) руйнує 28S pPHK у великій субодиниці клітинних рибосом. Це викликає необоротне порушення синтезу білка і загибель клітин. Порушується всмоктування Na і води, що призводить до акумуляції рідини в підслизовій оболонці. У токсину Шига встановлена гемолітична активність in vitro.
Всі збудники продукують ендотоксин - ЛПС клітинної стінки, який надає прозапальні дію.
Шигели мають невисоку стійкість до дії зовнішніх чинників. Найбільш резистентні S. sonnei. які у водопровідній воді зберігаються до 2,5 місяців, у воді відкритих водойм - до 1,5 місяців. У продуктах, особливо молочних, можуть не тільки зберігатися, але і розмножуватися.
Фактори патогенності шигел
Шигельоз поширений повсюдно, особливо в країнах, що розвиваються. Щорічно в світі виникає до 150 млн випадків захворювання, при цьому більш 1 млн закінчується летально. Близько 70% пацієнтів - це діти у віці 1-5 років
Шигельоз - антропонозная інфекція.
Джерела інфекції - хворі люди і бактеріоносії. Основний механізм передачі - фекально-оральний. Шляхи передачі різні: при дизентерії Зонне переважає харчовий шлях, при дизентерії Флекснера - водний. Можливий контактно-побутовий шлях передачі. Певну роль відіграють комахи - пасивні переносники - мухи, таргани і ін. Переносять збудників на харчові продукти.
Инфицирующая доза досить невелика - 10-100 клітин, особливо для шигел з групи А - S. dysenteriaе. Інкубаційний період триває від 1 до 7 днів (частіше 1-2 дні).
Після зараження шигели потрапляють в шлунково-кишковий тракт і досягають товстої кишки.
Проникнення бактерій в епітелій забезпечується білками III типу секреції. Після контакту інжектісоми з М-клітинами пеєрових бляшок ipa-білки (ipaВ і ipaС) утворюють пору в мембрані цих клітин. Всередину М-клітини впорскується близько 30 вірулентних білків (білки-ефектори), що призводить до полімеризації внутрішньоклітинного актину з перебудовою цитоскелету. При цьому М-клітина утворює псевдоподии і сама захоплює прикріпилися мікроорганізми.
Подальше поширення шигелл в сусідні здорові епітеліоцити відбувається за допомогою додаткового механізму інвазивності, який отримав назву «освіта актиновой комети». При цьому білок вірулентності шигел vir G активує полімеризацію внутрішньоклітинного актину. З нього утворюється жгутікоподобная структура, яка прикріплюється до полюса бактеріальної клітини.
Тим самим початково нерухомий збудник набуває здатності до внутрішньо-і міжклітинний переміщення. Це забезпечує латеральну (бічну) інвазію шигелл в сусідні клітини.
Подібним чином інфікуються макрофаги. Білки інвазивності (ipaВ і ін.) Стимулюють продукцію прозапальних цитокінів ІЛ 1, ІЛ 18, хемокінів для нейтрофілів ІЛ 8. Крім того, вони викликають загибель фагоцитів за допомогою апоптозу через активацію каспаз-1. Посилення продукції цитокінів відбувається також під дією ендотоксину шигелл.
Активне виділення цитокінів призводить до пошкодження кишкової стінки. Вони активують імунне запалення в кишечнику із залученням нейтрофілів. При неускладненому перебігу інфекції нейтрофіли забезпечують поступове видалення збудника.
Масивне руйнування кишкового епітелію і ендотелію судин кишечника відбувається під дією Шига-токсину. Потрапляючи в кров, Шига-токсин може пошкоджувати нирки з розвитком гемолітико-уремічного синдрому і ниркової недостатності.
Пошкодження кишкової стінки призводить до проникнення бактерій в підлеглі тканини з розвитком крововиливів і запальної реакції підслизової оболонки. При цьому порушується всмоктування води і електролітів, що призводить до розвитку діареї.
Ендотоксин при попаданні в кровотік викликає лихоманку і загальну інтоксикацію.
Для захворювання характерне підвищення температури тіла до 38-39 0 С, болі в животі, діарея. Екскременти рідкі, з домішками слизу і крові (гемоколіт). Характерні болючі тенезми - безуспішні позиви до дефекації. Найбільш важку форму дизентерії викликають S. dysenteriae (група А). Можуть бути ускладнення - кишкові кровотечі, колапс, перфорація кишечника, парапроктіти. Бувають більш легкі, стерті і атипові форми дизентерії, які важко діагностувати. Іноді захворювання переходить в хронічну форму або формується носійство.
Після перенесеного захворювання імунітет неміцний і нетривалий. Найчастіше він видо- і типоспецифичен.