Vibrio cholerae

Vibrio cholerae — это грамотрицательная, факультативно-анаэробная, подвижная бактерия рода Vibrio, являющаяся возбудителем холеры — острой кишечной антропонозной инфекции. Вид включает более 200 серогрупп, из которых эпидемическое значение имеют серогруппы O1 и O139, способные продуцировать холерный токсин (CTX), вызывающий тяжёлую диарею и обезвоживание. В естественных условиях бактерия обитает в солоноватых и пресных водоёмах, часто ассоциирована с планктоном, и может длительно сохраняться в окружающей среде.

История открытия и изучения

Первое достоверное описание холеры в Европе относится к XIX веку, однако сама болезнь известна с древности. В 1854 году итальянский анатом Филиппо Пачини выделил вибрионы из испражнений больных холерой, но его открытие не получило признания. Повторно бактерия была открыта в 1883 году немецким микробиологом Робертом Кохом во время эпидемии холеры в Египте и Индии. Кох выделил возбудителя из фекалий умерших, описал его морфологию и доказал этиологическую роль в развитии заболевания. В 1884 году он представил «запятовидные» бактерии как причину холеры, что стало основой для последующих исследований.

В 1905 году на карантинной станции Эль-Тор (Синайский полуостров) был выделен штамм, получивший название Vibrio cholerae El Tor, который отличался от классического биовара гемолитической активностью. В XX веке именно биовар El Tor стал доминирующим в глобальных пандемиях, вытеснив классический биовар. В 1992 году в Бангладеш и Индии была зарегистрирована вспышка холеры, вызванная ранее неизвестной серогруппой O139 (бенгальский тип), что привело к седьмой пандемии холеры, продолжающейся до настоящего времени.

Таксономия и классификация

Vibrio cholerae относится к домену Bacteria, типу Proteobacteria, классу Gammaproteobacteria, порядку Vibrionales, семейству Vibrionaceae. Внутри вида выделяют более 200 серогрупп на основе антигенной структуры липополисахарида (LPS). Основные патогенные для человека серогруппы:

• O1 — включает два биовара: классический (V. cholerae classical) и El Tor (V. cholerae El Tor). Каждый биовар подразделяется на три серотипа: Инаба (Inaba), Огава (Ogawa) и Гикошима (Hikojima, редкий).
• O139 (бенгальский тип) — вызывает эпидемии в Южной и Юго-Восточной Азии, обладает капсулой, что отличает его от O1.

Остальные серогруппы (не-O1 и не-O139) обычно не продуцируют холерный токсин, но могут вызывать лёгкие гастроэнтериты или внекишечные инфекции у лиц с ослабленным иммунитетом.

Морфология и физиология

Vibrio cholerae представляет собой короткую изогнутую палочку (запятовидной формы) длиной 1–3 мкм и шириной 0,5–0,8 мкм. Бактерия обладает одним полярным жгутиком, обеспечивающим активную подвижность, что является важным фактором вирулентности — позволяет проникать через слизистый барьер кишечника. Клеточная стенка содержит липополисахарид, который определяет серогруппу.

Бактерия является факультативным анаэробом, хорошо растёт на щелочных средах (pH 7,6–9,0) при температуре 30–40 °C. На плотных питательных средах (например, тиосульфат-цитрат-желчно-сахарозный агар — TCBS) образует гладкие, выпуклые колонии жёлтого цвета (за счёт ферментации сахарозы). В жидких средах даёт равномерное помутнение.

Vibrio cholerae чувствительна к высыханию, ультрафиолетовому излучению, нагреванию (погибает при 60 °C за 10 минут) и большинству дезинфектантов (хлорсодержащие препараты, фенолы). Однако в воде, особенно в присутствии планктона, может сохраняться неделями и месяцами, переходя в «жизнеспособное, но некультивируемое» (VBNC) состояние.

Факторы патогенности

Основным фактором вирулентности является холерный токсин (CTX), кодируемый генами ctxAB, которые входят в состав профага CTXφ. Токсин представляет собой белковый комплекс из субъединиц A (активная) и B (связывающая). Субъединица B связывается с ганглиозидом GM1 на мембране энтероцитов тонкой кишки, после чего субъединица A проникает в клетку и активирует аденилатциклазу, что приводит к накоплению цАМФ. Это вызывает массивный выход ионов натрия, хлора и воды в просвет кишечника, что клинически проявляется профузной диареей.

Другие факторы патогенности включают:

• Токсин-корегулируемые пили (TCP) — обеспечивают адгезию к эпителию кишечника.
• Гемагглютинин/протеаза — разрушает муцин, облегчая проникновение.
• Липополисахарид — обладает эндотоксической активностью, но его роль в патогенезе холеры второстепенна.
• Фактор колонизации — способствует размножению бактерии в тонкой кишке.

Штаммы серогрупп O1 и O139, не содержащие генов холерного токсина, не вызывают типичной холеры, но могут быть причиной лёгких диарейных заболеваний.

Эпидемиология

Холера является классической водной инфекцией. Основной путь передачи — фекально-оральный, через загрязнённую воду и пищу (особенно морепродукты, сырые овощи). Восприимчивость к холере высокая, но заболевание развивается лишь у 10–20 % инфицированных, причём у большинства (до 80 %) инфекция протекает бессимптомно или в лёгкой форме. Тяжёлые формы с обезвоживанием характерны для лиц с пониженной кислотностью желудочного сока, детей и пожилых.

Эндемичные регионы — Южная Азия (Индия, Бангладеш), Африка (особенно регион Великих озёр), Юго-Восточная Азия, Гаити. Вспышки часто связаны с природными катастрофами, военными конфликтами и неудовлетворительным санитарным состоянием. В России холера регистрируется в виде завозных случаев из эндемичных стран, однако в XIX–XX веках эпидемии холеры неоднократно охватывали территорию страны (в частности, в 1830–1847, 1892–1893, 1970 годах).

Клиническая картина

Инкубационный период составляет от нескольких часов до 5 суток (чаще 1–2 дня). Заболевание начинается остро с диареи, которая в типичных случаях приобретает характер «рисового отвара» — водянистые, без запаха, с хлопьями слизи. Частота стула может достигать 10–20 раз в сутки. Рвота возникает позже, без тошноты. Потеря жидкости достигает 1–1,5 литра в час, что приводит к быстрому обезвоживанию (дегидратации). Выделяют четыре степени обезвоживания: от лёгкой (потеря до 5 % массы тела) до крайне тяжёлой (потеря более 10 %), при которой развивается гиповолемический шок, анурия, метаболический ацидоз и судороги.

При отсутствии лечения смертность при тяжёлой холере достигает 50–60 %, а при своевременной регидратационной терапии — менее 1 %. У детей холера часто осложняется гипогликемией и нарушением сознания.

Диагностика

Диагноз холеры устанавливается на основании клинико-эпидемиологических данных и лабораторного подтверждения. Основной метод — бактериологическое исследование испражнений и рвотных масс. Посев на щелочные среды (например, TCBS) позволяет выделить культуру, которую идентифицируют по морфологии, подвижности, биохимическим свойствам (ферментация сахарозы, маннозы, арабинозы) и агглютинации с O1- или O139-сыворотками. Для ускоренной диагностики применяют ПЦР-тесты, выявляющие гены ctxAB и rfb (серогруппа). Серологические методы (реакция агглютинации, ИФА) имеют вспомогательное значение.

Лечение

Основой лечения является регидратационная терапия. При лёгкой и средней степени обезвоживания применяют пероральные регидратационные соли (раствор ВОЗ: глюкоза, натрия хлорид, калия хлорид, натрия цитрат). При тяжёлой дегидратации — внутривенное введение сбалансированных растворов (например, Рингера-лактата). Антибиотикотерапия (доксициклин, азитромицин, ципрофлоксацин) сокращает продолжительность диареи и выделение бактерий, но не заменяет регидратацию. В России и странах СНГ применяют также фторхинолоны и цефалоспорины III поколения.

Профилактика

Профилактика холеры включает:

• Санитарно-гигиенические мероприятия: обеспечение населения чистой питьевой водой, канализация, контроль за качеством пищевых продуктов, мытьё рук.
• Вакцинация: существуют пероральные вакцины (Dukoral, Shanchol, Euvichol-Plus), содержащие убитые клетки V. cholerae O1 и O139. Вакцинация рекомендуется для путешественников, посещающих эндемичные регионы, и для населения в очагах вспышек. Эффективность вакцин составляет 60–85 % в течение 2–3 лет.
• Эпидемиологический надзор: выявление и изоляция больных, дезинфекция очагов, лабораторный контроль воды.

В России холера отнесена к карантинным инфекциям, и при выявлении случая вводится комплекс противоэпидемических мероприятий, включая госпитализацию, наблюдение за контактными и заключительную дезинфекцию.

Интересные факты

• Vibrio cholerae способна переходить в «спящее» состояние (VBNC), что позволяет ей выживать в неблагоприятных условиях, например, в холодной морской воде. При попадании в организм человека бактерии «пробуждаются» и восстанавливают вирулентность.
• Холерный токсин является одним из наиболее изученных бактериальных токсинов. Его механизм действия (активация аденилатциклазы) используется в научных исследованиях для изучения клеточной сигнализации.
• Седьмая пандемия холеры, начавшаяся в 1961 году в Индонезии, вызвана биоваром El Tor. Она продолжается до сих пор, охватив более 100 стран. В 2022–2023 годах наблюдался рост заболеваемости в Африке и на Гаити.
• В 2010 году после землетрясения на Гаити была зафиксирована крупнейшая вспышка холеры в Западном полушарии за последние десятилетия — более 800 тысяч случаев, из которых около 10 тысяч закончились летально.

Источники

1. Всемирная организация здравоохранения. Холера. Информационный бюллетень. 2023.
2. Медицинская микробиология / Под ред. В. И. Покровского, О. К. Поздеева. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2015.
3. Kaper J. B., Morris J. G., Levine M. M. Cholera // Clinical Microbiology Reviews. — 1995. — Vol. 8, № 1. — P. 48–86.
4. Harris J. B., LaRocque R. C., Qadri F. et al. Cholera // The Lancet. — 2012. — Vol. 379, № 9835. — P. 2466–2476.
5. Санитарно-эпидемиологические правила СП 3.1.1.2521-09 «Профилактика холеры». — М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2009.
6. Sack D. A., Sack R. B., Nair G. B., Siddique A. K. Cholera // The Lancet. — 2004. — Vol. 363, № 9404. — P. 223–233.