Общая характеристика семейства Enterobacteriaceae
Энтеробактерии — обширное семейство грамотрицательных бактерий, обитающих преимущественно в толстом кишечнике человека и животных. Многие представители входят в состав нормальной микрофлоры и относятся к условно-патогенным микроорганизмам: при увеличении их численности или снижении иммунитета они способны вызывать инфекционные заболевания.
Для всех энтеробактерий характерны четыре общих биохимических признака:
- являются факультативными анаэробами — растут как при наличии, так и в отсутствии кислорода;
- сбраживают глюкозу;
- оксидазоотрицательны;
- восстанавливают нитраты до нитритов.
Энтеробактерии следует отличать от клинически значимой группы неферментирующих грамотрицательных бактерий (например, Pseudomonas aeruginosa — частая причина внутрибольничных инфекций мочевыводящих путей и сепсиса). Псевдомонады являются строгими аэробами, не сбраживают глюкозу, оксидазоположительны и не восстанавливают нитраты — то есть демонстрируют противоположный набор признаков.
Факторы вирулентности
Все энтеробактерии содержат в составе клеточной стенки липополисахарид (ЛПС), характерный для грамотрицательных бактерий. Его компонент липид А является эндотоксином.
Помимо эндотоксина, энтеробактерии могут продуцировать экзотоксины. Классический пример — шига-подобный токсин (Shiga-toxin), вырабатываемый энтерогеморрагической Escherichia coli и поражающий клетки слизистой кишечника и эндотелия.
Антигенная структура
Энтеробактерии различаются между собой по набору антигенов, что используется для серотипирования внутри одного вида. Выделяют три основных антигена:
- O-антиген — соматический, представлен вариабельной частью липополисахарида; именно его строение определяет серовар. Связан с липидом А — эндотоксином.
- H-антиген — белок жгутиков, имеется у всех подвижных энтеробактерий.
- K-антиген — капсульный, присутствует у видов, обладающих капсулой. У Salmonella typhi капсульный антиген обозначается как Vi-антиген (от virulence) и связан с патогенностью возбудителя.
Лабораторная диагностика
Основной метод — бактериологический. Материал высевают на кровяной агар и на селективно-дифференциальные среды:
- среда Мак-Конки;
- эозин-метиленовый синий агар (среда Эндо или Левина);
- другие лактозосодержащие среды.
Бактерии, не сбраживающие лактозу, образуют бесцветные колонии; лактозоположительные виды (например, E. coli) дают яркие окрашенные колонии.
Окончательную идентификацию проводят на трёхсахарном железосодержащем агаре (TSI) и на агаре с мочевиной. Подвижность определяют микроскопически (окраска жгутиков серебрением по Морозову) или с помощью полужидких сред.
Серологический метод — реакция агглютинации, универсальный приём диагностики любой энтеробактерии.
Дифференциальные среды: TSI и агар с мочевиной
Трёхсахарный железистый агар (TSI) содержит сульфат железа, глюкозу, лактозу и сахарозу. Среда разлита в пробирку со скошенной поверхностью (аэробная зона) и столбиком (зона низкой оксигенации). Посев проводят уколом в столбик и штрихом по скосу.
- Если бактерия не сбраживает ни глюкозу, ни лактозу, цвет индикатора не меняется.
- При сбраживании всех сахаров среда полностью желтеет за счёт сдвига pH в кислую сторону; пузырьки указывают на образование газа.
- Если сбраживается только глюкоза, желтеет лишь столбик (там нет доступа кислорода и кислота сохраняется), а скос остаётся прежнего цвета — кислота окисляется в аэробной зоне.
- Образование сероводорода (H₂S) проявляется чернением среды за счёт реакции с сульфатом железа и выпадения сульфида железа в осадок.
Агар с мочевиной содержит мочевину и индикатор (феноловый красный). Бактерии, продуцирующие фермент уреазу (например, Helicobacter pylori, Proteus), расщепляют мочевину до аммиака и CO₂. Аммиак защелачивает среду — индикатор меняет окраску с оранжевой на пурпурную. Уреаза рассматривается как фактор вирулентности у ряда возбудителей.
Принципы антибиотикотерапии
Терапия энтеробактериальных инфекций должна быть индивидуальной и опираться на антибиотикограмму. На начальном этапе назначают препараты широкого спектра, в дальнейшем — корректируют схему по результатам определения чувствительности.
При диарее, типичной для большинства энтеробактериозов, ключевое значение имеют регидратация и щадящая диета; антибиотики назначают не во всех случаях.
Группы препаратов, применяемых при инфекциях, вызванных энтеробактериями:
- Пенициллины и цефалоспорины — ингибиторы синтеза клеточной стенки;
- Аминогликозиды, хлорамфеникол, тетрациклины — ингибиторы синтеза белка;
- Хинолоны и сульфаниламиды — ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот (формально являются химиотерапевтическими препаратами, а не антибиотиками).
Серьёзная проблема — продукция энтеробактериями β-лактамаз, разрушающих β-лактамное кольцо пенициллинов и ряда цефалоспоринов, что делает эти антибиотики неэффективными. Именно поэтому обязательным этапом является определение чувствительности конкретного штамма.
Ключевые моменты
- Энтеробактерии — грамотрицательные факультативно-анаэробные палочки, сбраживающие глюкозу, оксидазоотрицательные, восстанавливающие нитраты до нитритов.
- Эндотоксин представлен липидом А ЛПС; некоторые виды продуцируют экзотоксины (шига-токсин E. coli).
- Серотипирование основано на O-, H- и K-антигенах; у Salmonella typhi капсульный антиген называется Vi-антигеном.
- Основной метод диагностики — бактериологический с использованием сред Мак-Конки, Эндо, ЭМС; идентификация — на TSI и агаре с мочевиной.
- На TSI оценивают сбраживание сахаров, газообразование и продукцию H₂S; на уреазном агаре — активность уреазы.
- Серологически применяют реакцию агглютинации.
- Терапия индивидуальна, с обязательной антибиотикограммой; основа — β-лактамы, аминогликозиды, тетрациклины, хинолоны.
- Продукция β-лактамаз — ведущий механизм устойчивости энтеробактерий к пенициллинам.